Højt over planetens natside driver en sonde lydløst afsted med sine sensorer stift rettet mod det mørke landskab tusind kilometer nede.
Sonden opsamler information om atmosfærens sammensætning, spejder efter eventuelle lyskilder på overfladen og lytter efter radiostøj i æteren. Alt sammen for at besvare spørgsmålet: Er der liv dernede?
Svaret er et klart ja, for den planet, som sonden overflyver den 8. december 1990, er ingen anden end vores egen klode, Jorden. Sonden, der søger efter jordisk liv, hedder Galileo, og denne del af missionen er ikke så skør, som den måske lyder.
1. lykketræf: Supernova gav kloden varmen
5000 millioner år siden: Solen, Jorden og de andre planeter blev dannet af en sky af materiale. Hvis ikke en nærliggende stjerne tilfældigvis var eksploderet som en supernova på samme tidspunkt, var Jorden endt som en isklump, viser ny forskning.
Supernovaen leverede mange radioaktive stoffer, der blev en del af den nye planet, bl.a. aluminium 26A1. Energien fra det radioaktive henfald fik overskydende vand til at fordampe og holder fortsat Jordens indre varmt.
SANDSYNLIGHED: 10 %
Uden en supernova får planeter en sammensætning, der formentlig gør dem ubeboelige.
På grundlag af Galileos observationer kan astronomen Carl Sagan og kolleger konkludere, at en beboelig planet udsender afslørende spor, som det er teknisk muligt at opfange på lang afstand.
Fem år senere, i 1995, finder astronomerne den første exoplanet i kredsløb om en stjerne, der minder om Solen. Pludselig bliver Galileos usædvanlige mission særdeles relevant.
Planeten, 51 Pegasi b, er ganske vist en glohed, jupiterlignende kæmpe i meget tæt kredsløb om sin stjerne og dermed næsten med sikkerhed både livløs og ubeboelig, men opdagelsen bliver startskuddet til et nyt rumkapløb – jagten på beboelige kloder i andre solsystemer og dermed svaret på et af videnskabens største spørgsmål: Har livet fundet andre oaser i universet, eller er Jorden bare et helt usandsynligt held?
2. Lykketræf: Saturn standsede Jupiters hærgen
1. Jupiter rejser ind
Jupiter bevæger sig indad i det unge Solsystem, hvor store klippeplaneter kredser tæt på Solen. Sådan ser mange exoplanetsystemer fortsat ud.
2. Planeter kolliderer
Jupiter får de andre planeter til at kollidere og tvinger dem ind mod Solen, indtil Saturns tyngdekraft bremser Jupiters rejse indad i Solsystemet.
3. Jupiter gør plads
Efter at Jupiter er trukket udad, bliver der plads til, at Jorden og andre nye planeter kan dannes af småplaneterne. Kun få andre planetsystemer ser sådan ud.
Forskerne jagter en anden Jord
I 2019 er antallet af bekræftede planeter uden for vores Solsystem nået op på 4071. De er fordelt på 3043 stjernesystemer, hvoraf de 659 har mere end én planet. Men selvom forskerne altså nu har flere tusind planeter at vælge imellem, kan langt de fleste allerede ved første øjekast afvises som kandidater til at være jordlignende.
Blandt de planeter, forskerne hurtigt kasserer, er gasgiganterne, men også de fleste klippeplaneter dumper, fordi de enten kredser for tæt på eller for langt fra deres stjerne, afviger for meget i størrelse fra vores klode eller har den forkerte type stjerne.
I takt med at der bliver opdaget nye exoplaneter, og astronomerne lærer mere om nogle af dem, de allerede kender, bliver listen over topscorere opdateret.
3. lykketræf: Jorden endte i den snævre guldlokzone
1. Gamle guldlokzone
Ydre grænse: En tyk atmosfære af drivhusgas holder temperaturen oppe, så vandet ikke fryser.
Indre grænse: En svag drivhuseffekt og skyer holder temperaturen nede, så vandet ikke koger.
2. Nye guldlokzone
Ydre grænse: Drivhuseffekten går ikke i gang, fordi CO2’en tidligt fryser ud af atmosfæren.
Indre grænse: Ultraviolet stråling nedbryder vanddamp til O og H, så alt vand forsvinder i rummet.
I 2019 er exoplaneten K04878.01 den, der kommer tættest på at matche Jorden. Den scorer 0,98 i såkaldt ESI-værdi, Earth Similarity Index, hvor Jorden er sat til 1. Planeten K04878.01 har næsten samme størrelse som Jorden og befinder sig i en bane, der giver den blot 3 pct. større indstråling fra en stjerne, der også minder om Solen til forveksling.
Andre undersøgelser, der ser på faktorer, som ikke indgår i ESI-værdien, tyder imidlertid på, at K04878.01 har en atmosfære med et ti gange højere lufttryk end Jordens, og det gør det usandsynligt, at liv kan trives på den.
En anden topscorer, planeten TRAPPIST-1e, har derimod stort set ingen atmosfære. Selvom de to planeter på mange måder ligner Jorden, har de tilsyneladende udviklet sig anderledes end vores planet.
4. lykketræf: Sammenstød gav Jorden den perfekte størrelse
4520 millioner år siden: Oprindeligt var Jorden mindre end i dag, men få millioner år efter sin dannelse kolliderede den med en mindre planet, Theia, på størrelse med Mars.
Ved sammenstødet sank Theias jernkerne til bunds i Jorden, mens det lettere materiale blev slynget ud i rummet og dannede Månen. Jorden har derfor en usædvanlig stor kerne i forhold til sin størrelse, og det er med til at give planeten et magnetfelt, der beskytter livet mod stråling.
Planeter med så stor en kerne er normalt en del større end Jorden og sandsynligvis ubeboelige. Det skyldes, at en planet formodentlig overgår fra klippeplanet til gasplanet, når den er dobbelt så stor som Jorden.
Planeten vil enten være dækket af en tyk atmosfære af brint og helium med et tryk på op til flere tusind gange det, vi har på Jorden, eller hvis den er tættere på stjernen, vil atmosfæren fordampe og efterlade en glohed klode.
SANDSYNLIGHED: 0,5 %
Jordens kerne er formentlig usædvanlig stor i forhold til klodens størrelse.
Hvis liv skal have tid til at opstå og udvikle sig, er det også afgørende, at både planetens bane og stjernens udstråling er konstante over flere milliarder år. Kilden til en planets beboelighed findes imidlertid ikke kun i ydre forhold, men også i planetens indre.
En aktiv undergrund er afgørende for liv på Jorden og formentlig også på andre kloder. Pladebevægelserne stabiliserer forholdene på planetens overflade ved at justere atmosfærens indhold af drivhusgasser.
Det såkaldte kulstofkredsløb tilfører fx CO2 til atmosfæren ved vulkanudbrud, mens gammel skorpeplade igen transporterer kulstoffet ned i planetens indre.
5. lykketræf: Månen stabiliserer vores årstider
Med Månen: Bred, stabil zone
Så længe Jorden har Månen som satellit, kan planeten opretholde en stabil orientering i rummet og dermed faste årstider, så længe dens rotationsakse hælder mellem 0° og 60°.
Uden Månen: Smal, stabil zone
Hvis Jorden mistede Månen, ville den stabile zone blive indsnævret. Jorden ville kun kunne opretholde en stabil orientering, hvis rotationsaksens hældning holdt sig inden for 85° til 90°.
Et japansk forskerteam ledet af geologen Takehiro Miyagoshi simulerede i 2015 det indre af klippeplaneter, der er større end Jorden.
Det viste, at skorpen bliver for tyk og trykket i planetens indre for højt til, at pladetektonik fungerer.
Andre analyser har vist, at pladetektonik er svær at starte selv på klippeplaneter med den rette størrelse, temperatur og sammensætning. Faktisk ved forskerne ikke engang med sikkerhed, hvordan processen blev sat i gang på Jorden.
6. lykketræf: Aktiv geologi er klodens termostat
For varmt
Når Jorden bliver varmere, falder der mere nedbør. Regnvandet opløser CO2 og sender den ned i undergrunden. Den mindre mængde CO2 i atmosfæren får temperaturen til at falde.
For koldt
Når Jorden bliver koldere, falder der mindre nedbør. Dermed bliver der ikke opløst så meget CO2 i regnvand, så mængden af CO2 i atmosfæren vokser. Det får klodens temperatur til at stige.
Superteleskop skal finde spor af ilt
I dag kan astronomerne kun observere exoplaneternes diameter og afstand til stjernen, men nye teleskoper vil give et langt mere detaljeret billede af dem.
Det gælder ikke mindst Extremely Large Telescope, ELT, der bliver verdens største, når det rettes ud mod universet for første gang i 2025. Teleskopet bliver en del af Europas sydlige observatorium i Chiles Atacamaørken og får en diameter på 39 m.
Til sammenligning er diameteren af de største jordbaserede teleskoper i dag ca. 10 m. ELT vil levere billeder, der er 16 gange skarpere end Hubbleteleskopets.
7. lykketræf: Fri ilt banede vejen for avanceret liv
850 millioner år siden: Ilt er nødvendig for alt højerestående dyreliv på Jorden. I Jordens ungdom var al ilt bundet i kemiske forbindelser, men det ændrede sig, da forfædre til nutidens blågrønalger opfandt fotosyntesen.
Ny forskning tyder på, at det skete for 3400 mio. år siden. De første mia. år blev ilten opfanget og bundet af fx jern, men for ca. 850 mio. år siden begyndte iltniveauet at stige i de øvre dele af havet og i atmosfæren og banede vejen for flercellet liv.
SANDSYNLIGHED: 5 %
Fri ilt kræver, at flere betingelser er opfyldt. Vi har endnu ikke fundet exoplaneter med fri ilt.
En af teleskopets centrale opgaver bliver at sætte tal på, hvor mange jordlignende systemer i forskellige grader af udvikling der findes i Solsystemets galaktiske nabolag.
Det sker bl.a. ved analyse af protoplanetariske skiver omkring nyfødte stjerner, hvor astronomerne er særlig interesserede i fordelingen af grundstoffer, molekyler og masse.
De oplysninger kan udfylde huller i historien om Jordens fødsel og afsløre, om vores solsystems barndom var normal eller speciel. ELT kan også levere data om exoplaneters masse.
8. lykketræf: Jupiter forhindrer meteornedslag
750 millioner år siden: Meteorer var gavnlige i Jordens ungdom, hvor de var med til at forme den planet, vi kender. De øgede fx Jordens masse og leverede meget af dens vand. Måske medbragte de endda nogle centrale byggeklodser til livets opståen. Men i dag er meteorer et alvorligt problem for Jorden.
Lige siden det højerestående liv opstod for ca. 750 mio. år siden, har det været truet af store nedslag som det, der udryddede dinosaurerne for 66 mio. år siden. Heldigvis har Jorden en kosmisk beskytter i Jupiter.
Simuleringer viser, at langt flere store objekter ville ramme Solsystemets indre planeter, hvis ikke gasgiganten fungerede som en støvsuger, der trækker klippestykker og isklumper til sig med sin enorme tyngdekraft.
SANDSYNLIGHED: 50 %
Mange solsystemer har en gasgigant, men ofte for tæt på stjernen til at beskytte andre planeter.
Da astronomerne samtidig kender planeternes diameter fra rumteleskoperne, kan de udregne deres massefylde og dermed komme med et velbegrundet bud på deres kemiske sammensætning.
Med den viden kan forskerne måske afsløre, om der er chance for, at planeten har et beskyttende magnetfelt og aktiv geologi med pladetektonik ligesom Jorden.
Derudover håber astronomerne, at ELT viser sig så kraftfuldt, at teleskopet kan analysere atmosfærerne på mange af de kendte jordlignende planeter – ikke mindst topkandidaterne K04878.01 og TRAPPIST-1e.
9. lykketræf: Magnetfeltet blev reddet i sidste sekund
Opvarmning
Jorden har en fast, indre kerne og en flydende, ydre kerne. Den faste, indre kerne varmer den køligere, ydre kerne op.
Bevægelse
Varmen sætter kernen i bevægelse. Strømningerne afbøjes af Jordens rotation og danner parallelle spiraler.
Magnetisme
Spiralerne skaber Jordens magnetfelt ligesom en dynamo, hvor mekanisk rotation bliver til strøm.
Allerhelst vil forskerne finde fri ilt. Gassen reagerer meget let med andre forbindelser, så den forbliver kun i atmosfæren på en klippeplanet, hvis ilt løbende bliver produceret.
Og det sker formentlig kun ved komplekse biokemiske processer som Jordens fotosyntese, der er grundlaget for alt dyreliv.
ELT og andre nye instrumenter vil i løbet af de næste ti år bringe os tæt på at besvare spørgsmålet: Har livet udviklet sig andre steder, eller er Jorden universets heldigste planet?
0,0000000000078125 %* …
… så lille er sandsynligheden for, at Jorden udviklede sig til at kunne huse liv. Statistisk set er der kun én planet som vores for hver 25 billiarder planeter. Jorden er resultatet af ni usandsynlige held.
*Metode: Tallet er beregnet ved at gange sandsynlighederne for de ni held, der er beskrevet i artiklen. Hver sandsynlighed er baseret på et kvalificeret gæt.