Planetvetenskap: sökandet efter jordens tvilling | natur

Planetvetenskap: sökandet efter jordens tvilling | natur

Anonim

ämnen

  • Astronomi och astrofysik
  • Historia
  • Planetvetenskap

Sara Seager har en uppriktig och levande berättelse om planetjakt.

Mirror Earth: The Search for Our Planet's Twin

Av Michael D. Lemonick

Walker: 2012. 304 sid. $ 26, £ 19, 99 9780802779007

Människor har funderat över existensen av jordliknande världar bortom vårt solsystem i årtusenden. 1995 upptäcktes den första exoplaneten och kretsade runt en solliknande stjärna. Färre än två decennier senare är hundratals planeter och tusentals kandidater kända. Men det stora antalet exoplanetmassor, storlekar och banor indikerar att nära kopior av solsystemet är sällsynta.

I Mirror Earth berättar vetenskapsförfattaren Michael Lemonick astronomers ständiga intresse för systervärldar, från antika Grekland - där Aristoteles antog att det bara finns en värld, Jorden - till idag och bortom. Att upptäcka en liten, lätt och svag planet nära sin massiva, ljusa värdstjärna är svårt och kräver mycket tekniker. Lemonick beskriver dessa metoder - radiell hastighet, transiter, mikrolensing, direktavbildning, astrometri och pulsar timing - med imponerande tydlighet.

NASA: s Kepler rymdteleskop är med rätta ett fokus i boken. Kepleruppdragets mål är att fastställa hur vanliga planeter i jordstorlek i jordliknande banor om solliknande stjärnor är. Men eftersom Lemonick är noga med att stava, kommer dessa inte nödvändigtvis att vara jordens "tvillingar" - planeter med vattenhav, kontinenter och tunna atmosfärer som bidrar till livet.

Att veta en planets storlek säger inte om den är bebodd. Venus, till exempel, har ungefär samma storlek som jorden men inte alls jordliknande. En tjock koldioxidatmosfär orsakar växthusuppvärmning av ytan till temperaturer som överstiger 700 kelvin, tillräckligt varmt för att smälta bly.

Kepler-teleskopet, som lanserades i mars 2009 och släpar efter Jorden när planeten kretsar kring solen, gör fantastiska upptäckter. Den ena är att 'mini-Neptunes' - planeter som är några gånger jordens diameter och lite mindre än Neptune - är många gånger vanligare än större 'Jupiters', planeter ungefär 11 gånger storleken på jorden. Det finns tips om att mindre planeter kan vara ännu fler. Denna främmande upptäckt kan innebära att steniga planeter (tänkt att nå högst 1, 75 gånger jordens storlek) överträffar sina gasrika kusiner.

Kepler har också kraftigt ökat vår kunskap om de olika planetsystemen. Dessa inkluderar enstaka planeter som kretsar om två solar och dussintals system med flera planeter, några i förvånansvärt kompakta banor. Boken täcker djurparken för planettyper som tros finnas, liksom teorier om planetbildning, förutsättningar för bebodighet och livets ursprung.

Lemonick beskriver Keplers steniga väg från befruktning till lansering, inklusive hur dess tekniska genomförbarhet upprepades flera gånger, vilket ledde till att förslaget avvisades av NASA flera gånger. Och han diskuterar implikationen av det senaste inse att de flesta solliknande stjärnor är mer varierande än vår sol. Det betyder att Kepler måste skura dem i dubbelt så länge för att plocka ut signaturfördjupningen av passerade planeter och fördubbla tiden det kommer att ta för att nå folkräkningsmålet.

"Att känna till en planets storlek säger inte om det är bebott."

Att hitta exoplaneter är både en konst och en vetenskap, och Lemonick ger exempel för att visa hur svårt det kan vara att reta en svag signal från data. ”Det är min Rembrandt, ” förklarade exoplanetjägaren Paul Butler för sin datorkod - sex år under skapande - som knäckte pusslet om hur man mäter den exakta rörelsen hos en stjärna orsakad av en kretsande planet. Kontroverser följer alltid om vilka upptäckter som är robusta, och Lemonick fångar några av dessa livliga utbyten med citat och berättelser.

Lemonick ger en brutalt ärlig karaktärsutläggning av kända exoplaneterare. Han beskriver Geoff Marcys känslor av att vara, enligt Marcys ord, ”en fördrivare” tidigt i sin karriär på grund av en allvarlig brist på förtroende som plågar många unga forskare och Debra Fischers ovanliga väg till astrofysik via omvårdnad.

En spännande tråd i boken är spänningen mellan forskare och journalister. Exoplanetupptäckter är mogna för felaktig tolkning och överdrift. Media och allmänheten vill ha en spännande berättelse även om det inte finns någon, och det är lätt för en forskare att fånga upp hype. Lemonick beskriver hur en astronom kände att han fick en journalist att säga att ”chanserna för livet” var ”100 procent” på en ny planet, vars själva existens nu utmanas.

Mirror Earth fångar spänningen från planetjakt och upptäcktens upp- och nedgångar. Än idag förblir jakten på en jordtvilling bara utom räckhåll. För att identifiera en verkligt jordliknande värld kräver ett mer sofistikerat rymdteleskop än Kepler, för att leta efter vatten och tecken på liv. Lemonick spekulerar i hur det kan hända. Det kan ta decennier att se hur historien verkligen utvecklas. Håll dig uppdaterad.

Relaterade länkar

Relaterade länkar i Naturforskning

  • Debra Fischer om att spåra bebodda planeter

kommentarer

Genom att skicka en kommentar samtycker du till att följa våra villkor och gemenskapsriktlinjer. Om du finner något missbruk eller som inte överensstämmer med våra villkor eller riktlinjer ska du markera det som olämpligt.