En planet kan vara nästan lika stor som jorden och ändå vara en iskall öken eller en tryckkokare utan möjlighet till liv. När man talar om planeter som liknar jorden handlar det därför inte bara om storlek, utan också om berggrund, temperatur, atmosfär och avståndet till den egna stjärnan. Här går jag igenom de mest intressanta kandidaterna, vad forskarna faktiskt vet och varför en plats i den beboeliga zonen bara är början på analysen.
Jordlika världar finns, men ingen har visat sig vara en ny jord
- Likhet bedöms utifrån storlek, massa, sammansättning, temperatur och atmosfär.
- Den beboeliga zonen är området där flytande vatten kan vara möjligt, men den garanterar inte liv.
- TRAPPIST-1e, TOI-700 d och Proxima Centauri b hör till de mest omtalade kandidaterna.
- Atmosfären är fortfarande den stora osäkerheten för nästan alla små exoplaneter.
- James Webb-teleskopet kan undersöka atmosfärer, men avstånden gör mätningarna svåra.
Vad betyder det att en planet liknar jorden?
Det finns ingen enda egenskap som gör en exoplanet jordlik. Jag börjar därför med att skilja mellan fysisk likhet, som storlek och massa, och möjlig beboelighet, som handlar om vatten, klimat och en stabil miljö.
| Egenskap | Varför den spelar roll |
|---|---|
| Storlek och massa | Ger en ledtråd om planeten är stenig eller har ett tjockt gashölje. |
| Avstånd till stjärnan | Påverkar hur mycket energi planeten får och om flytande vatten kan finnas. |
| Atmosfär | Reglerar temperatur, tryck och skydd mot strålning. |
| Stjärnans aktivitet | Flares och stark ultraviolett strålning kan förstöra eller förändra atmosfären. |
| Geologisk aktivitet | Kan bidra till kolcykeln och långsiktig klimatstabilitet. |
En stenplanet med ungefär jordens radie är alltså en lovande start, men inte ett bevis på att ytan har hav, moln eller liv. Som tumregel blir planeter under ungefär 1,5 gånger jordens radie oftare tolkade som steniga, men gränsen är inte absolut.
Det är också lätt att blanda ihop en jordlik planet med en jordkopia. En planet kan ha rätt storlek och ligga i rätt område men sakna atmosfär, vara tidvattenlåst eller utsättas för så mycket strålning att ytan blir obeboelig.
De mest intressanta kandidaterna just nu
Flera exoplaneter uppfyller åtminstone några av kriterierna. När jag jämför dem tittar jag först på fyra saker: stenig storlek, mängden energi från stjärnan, stjärntyp och hur väl planeten kan undersökas från jorden.
TRAPPIST-1e
TRAPPIST-1e är en av de starkaste kandidaterna. Den har ungefär 92 procent av jordens radie och cirka 69 procent av jordens massa. Planeten ligger omkring 40 ljusår bort och fullbordar ett varv runt sin röda dvärgstjärna på bara 6,1 dagar.
Det korta året betyder inte automatiskt att planeten är het. Stjärnan är mycket svagare än solen, och planeten ligger i den beboeliga zonen. James Webb-teleskopet undersöker om den har en atmosfär, men resultaten måste tolkas försiktigt eftersom stjärnans ljus och aktivitet kan påverka mätningarna.
TOI-700 d
TOI-700 d har ungefär 1,07 gånger jordens radie och en uppskattad massa på 1,25 jordmassor. Den kretsar runt en röd dvärg drygt 100 ljusår bort och har en omloppstid på 37,4 dagar.
Det som gör planeten särskilt intressant är kombinationen av nära jordstorlek och en bana där flytande vatten kan vara möjligt. Samtidigt är den centrala frågan fortfarande obesvarad: har planeten en atmosfär som kan stabilisera klimatet? Utan den upphör jämförelsen med jorden snabbt.
Proxima Centauri b
Proxima Centauri b är vår närmaste kända exoplanetgranne, på ungefär 4,2 ljusårs avstånd. Den har en uppskattad storlek nära jordens och en massa på minst omkring 1,1 jordmassor. Omloppstiden är bara 11,2 dagar eftersom planeten kretsar mycket nära sin svaga stjärna.
Närheten gör den lockande för forskning, men stjärnan är också problemet. Proxima Centauri är aktiv och kan ge ifrån sig kraftiga utbrott av ultraviolett och röntgenstrålning. Jag skulle därför kalla Proxima b för en närliggande kandidat, inte för den mest jordlika planeten vi känner till.
Kepler-186f
Kepler-186f var den första bekräftade planeten ungefär i jordstorlek som hittades i den beboeliga zonen. Den är mindre än tio procent större än jorden och ligger cirka 500 ljusår bort. Ett varv runt stjärnan tar ungefär 130 dagar.
Planeten får bara omkring en tredjedel så mycket energi från sin stjärna som jorden får från solen. Den kan därför ligga nära den kalla yttre kanten av den beboeliga zonen. Eftersom massan och sammansättningen inte är säkert kända vet vi ännu inte om det verkligen är en stenig värld.
Läs också: Astrobiologi - Sökandet efter liv i rymden: Vad vi vet nu
HD 137010 b
HD 137010 b är ett nyare och mer osäkert exempel. Det rör sig fortfarande om en planetkandidat, inte en slutgiltigt bekräftad exoplanet. Den verkar vara något större än jorden, kretsar kring en solliknande stjärna cirka 146 ljusår bort och kan ha en omloppstid nära ett år.
Det intressanta är samtidigt det besvärliga. Planetens beräknade energiflöde är bara ungefär 29 procent av jordens, vilket kan göra den mycket kall. Modellerna ger ingen säker bild, men den visar tydligt varför jordlik storlek och jordlik omloppstid inte räcker för att skapa ett milt klimat.
Varför den beboeliga zonen inte räcker
Den beboeliga zonen beskriver det avstånd från en stjärna där flytande vatten kan vara möjligt på ytan. Beräkningen utgår från stjärnans ljusstyrka och från modeller av planetens atmosfär. Den säger däremot inte att vatten faktiskt finns där.
Atmosfären är den viktigaste saknade pusselbiten. En tillräckligt tät atmosfär kan hålla kvar värme och skapa ett stabilare klimat, medan en tunn atmosfär kan göra ytan frusen även om planeten får rätt mängd stjärnljus.
Röda dvärgar skapar ytterligare komplikationer. De är vanliga och gör små planeter lättare att upptäcka, men deras unga och aktiva faser kan innebära kraftiga flares. En planet nära en röd dvärg kan dessutom vara tidvattenlåst, så att samma sida alltid vetter mot stjärnan.
Det behöver inte göra liv omöjligt. En tät atmosfär kan transportera värme från den varma sidan till den kalla, och vissa modeller tillåter beboeliga områden nära gränsen mellan dag och natt. Men utan kunskap om atmosfärens tryck och sammansättning blir slutsatsen osäker.
Så upptäcks och undersöks jordlika exoplaneter
De flesta små exoplaneter upptäcks med transitmetoden. När planeten passerar framför sin stjärna minskar stjärnans ljus en aning. Minskningens storlek ger planetens radie, medan tiden mellan passagerna visar omloppstiden.
Med radiell hastighet mäter astronomer hur planetens gravitation får stjärnan att röra sig fram och tillbaka. Metoden kan ge en uppskattning av massan, men för en liten planet är signalen svag och lätt att blanda ihop med stjärnans egen aktivitet.
Atmosfärer studeras genom spektroskopi. När stjärnljus passerar genom en atmosfär lämnar olika gaser särskilda mönster i ljuset. Vattenånga, koldioxid och metan är därför intressanta, men en enskild gas är inte ett säkert bevis på liv. Geologiska och kemiska processer kan skapa liknande signaler.
NASA:s exoplanetkatalog är användbar för att jämföra radie, massa, omloppstid och upptäcktsmetod. Jag tycker ändå att man ska läsa varje siffra med lite motstånd, eftersom vissa värden är uppmätta direkt medan andra bygger på modeller och uppskattningar.
Vilken kandidat är mest lik jorden?
Det beror på vilket kriterium man prioriterar. Det finns ingen objektiv vinnare eftersom flera av de viktigaste egenskaperna fortfarande är okända.
| Om du prioriterar | Stark kandidat | Viktig begränsning |
|---|---|---|
| Närhet | Proxima Centauri b | Stjärnan är aktiv och planetens atmosfär är okänd. |
| Jordlik storlek | TRAPPIST-1e | Röd dvärg och mycket kort omloppstid. |
| Liknande energiflöde | TOI-700 d | Atmosfär och ytans tillstånd är inte bekräftade. |
| Liknande omloppstid runt sollik stjärna | HD 137010 b | Det är ännu bara en kandidat och kan vara mycket kall. |
| Historisk betydelse | Kepler-186f | Massan och den exakta sammansättningen är okända. |
Min egen bedömning är att TRAPPIST-1e är mest intressant för detaljerade atmosfärstudier, medan Proxima b är mest spännande på grund av avståndet. Den mest jordlika planeten är däremot inte nödvändigtvis den som har högst likhetspoäng, utan den där vi kan få den bästa kombinationen av säkra mätningar och en rimlig klimatmodell.
Vad astrobiologin kan säga redan nu
Astrobiologin söker inte bara efter planeter med rätt temperatur. Forskarna försöker förstå om en värld kan ha långvarigt flytande vatten, energikällor och kemiska byggstenar för liv. Där ingår också planetens historia, strålning, geologi och hur länge miljön kan ha varit stabil.
Det är därför klokt att skilja mellan tre nivåer. En planet kan vara möjlig att studera, potentiellt beboelig eller faktiskt visa tecken på liv. De flesta kända kandidater befinner sig fortfarande på den första eller andra nivån.
Vi har ännu ingen bekräftad observation av liv utanför jorden. Inte heller har vi en fullständig atmosfärsmätning som säkert visar att någon av de små exoplaneterna har en jordlik yta. Det betyder inte att sökandet har misslyckats, utan att den svåraste delen återstår.
Det mest värdefulla framöver blir bättre data om atmosfärer och stjärnaktivitet. Först när radie, massa, klimatmodell och atmosfär kan kombineras börjar vi närma oss en verklig bedömning av en annan värld.
Den jordlika planeten är mer än en punkt i rätt zon
De mest lovande världarna är små, steniga och placerade där vatten kan vara möjligt. Men en plats i den beboeliga zonen är bara en första sortering. Atmosfärens överlevnad, stjärnans temperament och planetens geologiska historia avgör mycket mer.
För mig är det just den försiktigheten som gör ämnet så fascinerande. Vi letar inte efter en färdig kopia av jorden, utan efter världar där flera pusselbitar kan passa ihop. Än så länge är ingen kandidat en ny jord, men flera ger oss bättre verktyg för att förstå hur ovanlig eller vanlig vår egen planet faktiskt kan vara.
