HD 189733b transiting its parent star (artist's impression)
Den ekstrasolare planeten HD 189733b i transitt foran stjernen den går rundt

Hubble oppdager organiske molekyler på en ekstrasolar planet

1 april 2008

NASA/ESAs romteleskop Hubble har oppdaget organiske molekyler i atmosfæren til en planet som går i bane rundt en annen stjerne.

Det er første gang organiske stoffer har blitt oppdaget på en ekstrasolar planet. Dette gjennombruddet er et viktig skritt på veien til å kunne identifisere eventuelt liv på planeter utenfor solsystemet vårt.

Hubble fant den lett gjenkjennelige kjemiske signaturen til metan i atmosfæren til den ekstrasolare planeten HD 189733b. Denne planeten er på størrelse med Jupiter.

Artist’s impression of the extrasolar planet HD 189733b
Slik tenker forskerne seg at den ekstrasolare planeten HD 189733b ser ut

Under de rette forholdene kan metan spille en nøkkelrolle i prebiotiske kjemi, det vil si de kjemiske reaksjonene som antas å være nødvendige for å danne liv slik vi kjenner det. Metan har blitt oppdaget på de fleste planetene i vårt solsystem. Men dette er første gang noe organiske molekyl har blitt detektert på en verden som går i bane rundt en annen stjerne.

Oppdagelsen viser at Hubble og andre fremtidige romteleskoper, som NASA/ESA/CSAs romteleskop James Webb, kan detektere organiske molekyler på planeter rundt andre stjerner. Det gjøres ved hjelp av spektroskopi, en teknikk som splitter lys opp i flere deler for å kunne se "fingeravtrykkene" til kjemiske stoffer.

Metan og vann

HD 189733b and its parent star (artist's impression)
En animasjon av den ekstrasolare planeten HD 189733b og dens stjerne

"Dette vitenskapelige resultatet er et viktig skritt på veien til å kunne oppdage prebiotiske molekyler på planeter hvor liv kan eksistere," sier Mark Swain ved NASAs Jet Propulsion Laboratory (JPL) i USA. Han er leder av gruppen som gjorde oppdagelsen og er førsteforfatter i den vitenskapelige artikkelen som ble publisert av Nature 20. mars 2008.

Oppdagelsen kommer etter flere observasjoner gjort i mai 2007 med Hubbles nær-infrarødt kamera og multiobjekt-spektrometer (NICMOS). Resultatene bekrefter også forekomsten av vannmolekyler i den ekstrasolare planetens atmosfære.

Det ble oppdaget av Giovanna Tinetti i 2007 mens hun var ESA-forsker ved Institute d’Astrophysique de Paris i Frankrike. Tinetti gjorde oppdagelsen ved hjelp av NASAs romteleskop Spitzer. Hun er medforfatter på Swains artikkel.

"Med de nye observasjonene er det ingen tvil om det er vann i atmosfæren på HD 189733b," sier Swain.

Kjemisk fingeravtrykk

Wide-field view of the Summer Triangle
HD 189733b befinner seg i et område av himmelen som kalles for Sommertrianglet. Det består av tre sterke stjerner, Vega (øverst til høyre), Altair (nederst i midten) og Deneb (langt til venstre). HD 189733b går rundt en stjerne i midten av trianglet

Planet HD 189733b, som vi nå vet har både metan og vanndamp i atmosfæren, ligger i stjernebildet Vulpecula (Reven), 63 lysår fra jorden. HD 189733b er en varm, Jupiter-liknende ekstrasolar planet. Planeten går så nær stjernen sin, HD 189733, at den kun bruker litt mer enn 48 timer på en runde.

Varme, Jupiter-liknende planeter er verdener som er på størrelse med Jupiter, men som går i bane nærmere stjernen sin enn det Merkur, den innerste planeten i vårt solsystem, gjør rundt solen. Derfor er temperaturen i atmosfæren til HD 189733b på hete 900 grader Celsius. Det er omtrent samme temperatur som trengs for å smelte sølv.

Observasjonene ble gjort når planeten passerte forbi stjernen den går rundt. Dette kaller astronomene for en transitt. Da skinner lyset fra stjernen gjennom atmosfæren langs kanten av planeten. Gassene i atmosfæren gir dermed sin karakteristiske kjemiske signatur til lyset fra stjernen.

"Vann alene kan ikke forklare spektrene som vi ser. Metan er det som stemmer overens med dataene fra Hubble," legger Giovanna Tinetti til.

Skyldes metanet liv?

Metan består av karbon og hydrogen. Det er en av hovedbestanddelene i petroleumsproduktet naturgass. På jorden dannes metan av flere ulike kilder; naturlige kilder som termitter, verdenshavene og våtmarker, men også fra husdyr. Metan dannes også av menneskeskapte kilder som søppelfyllinger og når energi brukes i industrielle prosesser.

Wide-field view of HD 189733b and surroundings (DSS2 excerpt)
Stjernen til HD 189733b ligger her midt i bildet, like til venstre for tåken Messier 27

Tinetti er likevel raskt ute med å utelukke biologiske kilder til metanet funnet på HD 189733b. "Planetens atmosfære er alt for varm for at til og med det mest hardføre liv skulle kunne overleve. Det gjelder i hvert fall for liv slik vi kjenner det på jorden. Det er helt usannsynlig at det finnes kyr på HD 189733b."

Astronomene var overrasket over at planeten har mer metan enn det som er antatt i de vitenskapelige teoriene om varme, Jupiter-liknende planeter. Denne typen planet burde ha mye mer karbonmonoksid enn metan, men det er altså ikke tilfellet.

"En mulig forklaring er at Hubbles observasjoner er mer følsomme for den mørke nattsiden av planeten. Der kan atmosfæren være litt kaldere og de fotokjemiske mekanismene som er ansvarlige for nedbrytingen av metan være svakere enn på dagsiden," sier Tinetti.

Planeter med mulighet for liv

Selv om denne stjernenære planeten er for varm for liv slik vi kjenner det, mener Swain at observasjonene er bevis på at spektroskopi kan bli utført på en kjøligere og potensielt beboelig planet på størrelse med jorden i bane rundt en svakere stjerne.

Det store målet for studier som denne er å identifisere prebiotiske molekyler i atmosfæren på planeter som ligger innenfor den beboelige sonen rundt andre stjerner. I denne sonen vil temperaturene være slik at vann holder seg flytende i stedet for å fryse eller dampe bort.

"Denne oppdagelsen et viktig skritt på veien mot vårt store mål, som er å karakterisere forholdene, som for eksempel trykk, temperatur, atmosfære, kjemisk sammensetning og så videre, på planeter hvor liv kan eksistere. Infrarød spektroskopi er virkelig nøkkelen til slike studier fordi det passer best til å oppdage molekyler," avslutter Swain.

Merk:

Den vitenskapelige artikkelen 'Methane present in an extrasolar planet atmosphere' av Mark Swain, Gautam Vasisht and Giovanna Tinetti ble publisert i utgaven av Nature som kom ut 20 March 2008.

Giovanna Tinetti var ESA Research Fellow ved University College London frem til oktober 2007. Hun arbeider fortsatt ved University College.

Romteleskopet Hubble er et internasjonalt samarbeidsprosjekt mellom ESA and NASA.

For mer informasjon:

Giovanna Tinetti, University College London, UK
Email: G.Tinetti @ ucl.ac.uk

Mark Swain, Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California, USA
Email: Swain @ s383.jpl.nasa.gov

Lars Lindberg Christensen, Hubble/ESA, Garching, Germany
E-mail: Lars @ eso.org

Ray Villard, Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA
E-mail: Villard @ stsci.edu

Copyright 2000 - 2014 © European Space Agency. All rights reserved.