Två av årets nobelpristagare i fysik, Michel Mayor och Didier Queloz, belönades för att de hösten 1995 blev de första att upptäcka en exoplanet i bana runt en solliknande stjärna, kallad 51 Pegasi, belägen femtio ljusår från jorden i stjärnbilden Pegasus i ett annat solsystem än vårt. Sedan dess har cirka fyratusen exoplaneter identifierats. Jarl Torgerson har läst den danska boken Fjerne kloder som rappt, engagerat och kunnigt berättar om historien bakom upptäckten av exoplaneterna.
De båda nobelpristagarnas upptäckt krönte många hundra års spekulationer kring möjligheten av andra världar ute i universum. Ytterst handlar intresset för exoplaneter om förhoppningen att hitta utomjordiskt liv. Har livet uppstått en enda gång på en enda plats eller är det tvärtom vanligt förekommande i ett universum med ett närmast oändligt antal galaxer? Hittar vi planeter därute som liknar vår egen jord ökar sannolikheten att liv kan ha uppstått också på annat håll.
Påpassligt nog utkom den danska vetenskapsjournalisten Gunver Lystbæk Vestergård tidigare under året med en mycket läsvärd bok i ämnet Fjerne kloder – historien om opdagelsen af exoplaneter og jakten på verdener som vores. Med en doktorsgrad i vetenskapsstudier i bagaget är författaren väl ägnad att ta sig an området och hon skriver rappt, engagerat och kunnigt. I mitt tycke tyngs dock texten något av alltför många personhistoriska detaljer, gärna med dansk anknytning, men det är en anmärkning på marginalen.
Tidiga spekulationer
Giordano Bruno brändes på bål år 1600 efter att ha förfäktat idéer om universum som hotade kyrkans aristoteliska världsbild. Bruno, som var filosof och inte praktiskt verksam stjärnskådare, hade två decennier tidigare skrivit:
”Det finns otaliga solar och otaliga jordar som alla roterar runt sina solar på samma vis som de sju planeterna i vårt solsystem. Vi ser bara solarna för de är störst och lyser medan deras planeter förblir osynliga för oss eftersom de är mindre och inte lyser. De otaliga världarna i universum är varken mer eller mindre bebodda än vår jord.”
Tvåtusen år tidigare, under antiken, dyker tanken på utomjordiskt liv för första gången upp i västerlandet. Det var atomisterna som hävdade att universum var föränderligt, förgängligt, oändligt stort och innehöll oräkneliga världar. Demokritos, en av de främsta atomisterna, menade att det fanns såväl bebodda som obebodda världar där ute. En uppfattning som längre fram i historien kom att fläcka atomisternas ryckte eftersom det provocerade kristenheten att Gud skulle slösat sin kraft på att skapa öde världar.
Aristoteles, som kom att bli kristendomens naturfilosof par preference, hävdade å sin sida, liksom senare Ptolemaios, att jorden var universums centrala punkt kring vilken solen, månen och de övriga planeterna roterade i perfekt cirkelformade och ogenomträngliga sfärer. Ytterst fanns sedan de orörliga fixstjärnorna. Dessa tankar var helt dominerande fram till renässansen, även om det redan under antiken hade funnits avvikande röster. En tvivlare var Lucretius som i skriften De rerum natura (Om tingens natur) hävdade att det fanns andra världar i universum i analogi med att det fanns många olika sorters fiskar och fåglar. Om tingens natur, som återupptäcktes i ett kloster i början av fjortonhundratalet, var Giordano Brunos favoritbok.
Nicolaus Copernicus hade varit en synnerligen välförtjänt nobelpristagare om möjligheten funnits. Han flyttade bort jorden från solsystemets mitt och placerade solen där istället. Betydelsen av De revolutionibus orbium coelestium (Om de himmelska kropparnas rörelse) från 1543 går omöjligen att överskatta. Den var ett grundskott mot det aristoteliska testuggandet. Varken Copernicus eller för den delen Tycho Brahe funderade över fjärran världar eller liv i universum. Det gjorde dock en annan av samtidens vetenskapliga giganter Johannes Kepler, som menade att åtminstone månen och vårt solsystems övriga planeter var bebodda.
Galileo Galilei, som i sin stjärnkikare såg att Vintergatan var otroligt rik på stjärnor, att månens yta inte var slät utan full av kratrar och att det kretsade ett flertal månar runt Jupiter, punkterade ytterligare delar av Aristoteles kosmologi. Däremot förnekade han att det skulle finna liv i världsalltet. Något som dock Isaac Newton bestämt hävdade.
Under upplysningstiden var tanken på bebodda exoplaneter allmänt omfattad och hade trängt ända ner i barnkammarlitteraturen. Engelsmannen John Newbery utgav vid mitten av sjuttonhundratalet en barnbok som handlade om Newtons fysik och avlägsna planeter.
Tvivlare och optimister
Ett århundrade senare vädrade prästen, filosofen och fysikern William Whewell sina tvivel på förekomsten av exoplaneter i boken The plurality of worlds. Whewell, som stod i spetsen för Trinity College i Cambridge, var en verklig akademisk tungviktare och han baserade sin kritik på att man trots allt spekulerande faktiskt inte hade observerat några fjärran planeter. Tomrummet talade sitt tydliga språk, menade han.
I början av nittonhundratalet förändrades den vetenskapliga uppfattningen om hur planeter bildas. Den tidigare teorin sa att gasmoln först kondenserades till stjärnor med en ring av stoft runt sig. En ring där stoftet senare klumpade ihop sig till fasta planeter. Nu menade man istället att om två stjärnor nästintill kolliderade och slet gas och stoft ur varandra ledde det till att planeter kunde bildas. Problemet var bara att sådana kosmiska incidenter ansågs så sällsynta att det var osannolikt att det kunde finnas så många planeter i världsrymden. Att leta efter dem vore hart när meningslöst.
Detta till trots fanns det optimister bland astronomerna. Några av dem slog sig samman i SETI-rörelsen (Search for Extra-Terrestrial Intelligence). Astronomen Carl Sagan kom mer än de flesta att personifiera jakten på intelligent liv i kosmos. SETI-forskarna lyssnade med radioteleskop ut mot rymden och hoppades fånga upp meningsbärande signaler, att få höra himmelska symfonier eller kanske nödanrop. Ännu så länge har det dock varit alldeles tyst och det kanske inte är så konstigt. Att vi under några decenniers lyssnande skulle lyckats fånga signaler som sänts ut någon gång under många miljarder år är trots allt mycket svårare än att hitta en nål i en höstack.
Att finna exoplaneter och därmed möjliga platser för liv krävde alltså andra vetenskapliga metoder. En sådan, radialhastighetsmetoden, baseras på dopplereffekten. En stjärna som omges av en planet kommer att slingra lite från sida till sida eftersom den påverkas av planetens gravitation när den regelbundet snurrar runt stjärnan. Det leder till diskreta men mätbara regelbundet återkommande förskjutningar i stjärnans ljusspektrum. På samma vis som ljudet från en ambulans ändras när den kommer emot oss respektive avlägsnar sig. Det var denna teknik som årets nobelpristagare använde sig av när de fann planeten runt 51 Pegasi.
Skarpt läge
När Michel Mayor och Didier Queloz gjort sin upptäckt blev det plötsligt astronomiskt allvar. Nu kom jakten på exoplaneter och därmed utomjordiskt liv igång på riktigt. Ett mycket viktigt initiativ var rymdteleskopet Kepler som sköts upp 2009. Poängen med att placera ett teleskop ute i rymden är att man kommer runt problemet med störningar från jordens atmosfär och därmed kan ta bilder med mycket bättre skärpa. Målet för Kepler var att undersöka förekomsten av jordliknande planeter med potential för liv runt 160 000 utvalda stjärnor.
Kepler fann ett par tusen nya exoplaneter och efter Kepler vet vi att de flesta observerade planeter i universum är annorlunda än planeterna i vårt solsystem. Tre fjärdedelar av alla exoplaneter är till exempel större än vår jord. Astronomerna räknar idag med att planeter är en kosmisk stapelvara och att det bara i vår egen galax Vintergatan finns fyrtio miljarder jordliknande och potentiellt beboeliga planeter. Tanken svindlar!
Att liv i universum torde baseras på kolatomer och kräva förekomsten av vatten är det flesta forskare eniga om. Huruvida livet uppstått i grunda vattensamlingar som Darwin tänkte sig, eller i närheten av varma källor i djupet av någon ocean, eller i enlighet med Svante Arrhenius panspermihypotes kommit långväga ifrån som barlast i någon komet är en delvis annan sak.
Att försöka finna tecken på liv på annat håll, på många ljusårs avstånd, är förstås hur som helst tekniskt utmanande. Ett sätt är att leta efter specifika biosignaturer i exoplaneternas atmosfärer. Det innebär att i ljusspektrum från en observerad planet söka efter våglängder från ämnen som typiskt förknippas med liv, till exempel syre, metan, ammoniak, vattenånga, koldioxid, lustgas med flera. Allra helst vill man hitta flera intressanta ämnen samtidigt, exempelvis syre och metan, för att stärka oddsen för att det verkligen handlar om biologiskt liv och inte bara om kemiska processer.
Ännu så länge finns det inga sådan tydliga tecken på liv i universum och därmed heller inget svar på frågan om vi är ensamma i rymden eller bara en levande planet bland många andra. Att den forskargrupp som först finner utomjordiskt liv torde ligga bra till för ett nobelpris är väl ett understatement. Det vore ju en vetenskaplig upptäckt som med marginal överträffar betydelsen av Copernicus heliocentriska världsbild.
- De två nobelpristagarna om upptäckten av 51 Pegasi b, också kallad Dimidium