En extrasolär planet (eller exoplanet) är en naturlig planet i ett planetsystem utanför vårt eget solsystem. Ett besläktat begrepp är en exomoon, en naturlig satellit som kretsar kring en exoplanet.

År 2013 varierade uppskattningarna av antalet jordiska planeter i Vintergatan från minst 17 miljarder till minst 144 miljarder. I den mindre uppskattningen studerades planetkandidater som samlats in av rymdobservatoriet Kepler. Bland dem fanns 461 jordstora planeter, varav minst fyra befann sig i den "beboeliga zonen" där flytande vatten kan finnas. En av de fyra, kallad Kepler-69c, rapporterades vara ungefär 1,5 gånger så stor som jorden och kretsa runt en stjärna som liknar vår sol, vilket gjorde den till en tidig kandidat för en ”Jord 2.0” enligt de uppgifter som då fanns.

Tidigare forskning tyder på att det finns minst 100 miljarder planeter av alla typer i vår galax, i genomsnitt minst en per stjärna. Det finns också planeter som kretsar kring bruna dvärgar och fritt svävande planeter som kretsar kring galaxen direkt precis som stjärnorna gör. Det är oklart om någon av dessa typer ska kallas för en "planet".

Analoger med planeter i solsystemet gäller för få av de kända extrasolära planeterna. Många är mycket olikartade jämfört med våra planeter, till exempel de så kallade "heta Jupiters", stora gasplaneter som ligger mycket nära sina värdstjärnor.

Hur många exoplaneter känner vi till idag?

Antalet upptäckta och bekräftade exoplaneter växer snabbt tack vare markbaserade teleskop och rymduppdrag. Idag finns det flera tusen bekräftade exoplaneter (över 5 500 bekräftade upptäckter) och flera tusen kandidater som väntar på bekräftelse. Olika uppskattningar av det totala antalet planeter i Vintergatan beror på observationers känslighet och vilken typ av planeter som inkluderas i beräkningarna.

Upptäcktsmetoder

De vanligaste metoderna för att hitta exoplaneter är:

  • Transitmetoden – man mäter ljusets minskning när en planet passerar framför sin stjärna (använd av Kepler och TESS).
  • Radialhastighetsmetoden – man mäter stjärnans spektrallinjer för att upptäcka små rörelser orsakade av planetens gravitation.
  • Direkt avbildning – svår men möjlig för stora, varma planeter långt från sina stjärnor.
  • Gravitationsmikrolinsning – utnyttjar en förgrundsstjärnas gravitation för att tillfälligt förstärka ljuset från en bakgrundsstjärna när en planet passerar.
  • Tidsmätning – variationer i pulser från pulsarer eller i transit-tider kan avslöja planeter.
  • Astrometri – mycket precisa mätningar av stjärnans position i himlen för att se hur den rör sig på grund av planeter.

Typer av exoplaneter

Exoplaneter klassificeras ofta efter storlek, massa och temperatur. Vanliga kategorier är:

  • Jupiters och heta Jupiters – stora gasplaneter, varav "heta" Jupiters ligger mycket nära sin stjärna och är ovanligt varma.
  • Super-Jordar – tyngre än jorden men lättare än isjättar; kan vara steniga eller ha tjocka atmosfärer.
  • Mini-Neptuner och Neptuner – mindre gas/isenjättar, ofta med tjocka atmosfärer.
  • Jordliknande (terrestriska) planeter – steniga planeter med storlekar och massor nära jordens.
  • Fria (rogue) planeter – planeter som inte kretsar kring en stjärna utan svävar fritt i galaxen.

Vad mäter vi om en exoplanet?

De viktigaste observerbara egenskaperna är:

  • Radie – ofta från transitdjupet.
  • Massan – ofta från radialhastighetsmätningar eller transit-timing.
  • Banparametrar – omloppstid, semimajoraxel, excentricitet.
  • Atmosfäriska egenskaper – sammansättning, temperatur och molntäcke kan studeras med spektroskopi vid transit eller direkt avbildning.

Beboelig zon och livsmöjligheter

Den så kallade beboeliga zonen definieras oftast som avståndet från en stjärna där en stel kropp med lämplig atmosfär kan ha flytande vatten vid ytan. Detta är dock bara en grov första indikator på potentiell beboelighet. Andra faktorer som atmosfärens sammansättning, stjärnans aktivitet, planetens geologi och magnetfält spelar stor roll för om en planet verkligen kan hysa liv.

Varför ser många exoplaneter annorlunda ut än planeter i vårt solsystem?

Det finns flera orsaker:

  • Observationsbias – metoder som transit och radialhastighet är känsligare för stora planeter nära sina stjärnor, varför heta Jupiters upptäcktes tidigt och ofta.
  • Variation i planetbildningsprocesser – olika skivförhållanden, migration och sammanslagningar kan ge upphov till system med egendomliga konfigurationer.
  • Utveckling och dynamik – interaktioner mellan planeter och stjärnans tidiga aktivitet kan ändra banor och sammansättningar.

Framtid och forskning

Framtida teleskop och uppdrag (både markbaserade och rymd-baserade) kommer att förbättra vår förmåga att hitta mindre, jordlika planeter och att studera deras atmosfärer. Målet är bland annat att kunna avgöra om någon exoplanet visar tecken på biomarkörer i sin atmosfär.

Sammanfattningsvis är fältet exoplanetforskning snabbt växande. Upptäckterna har redan visat att planeter är vanliga i galaxen och att planetsystem kan se mycket olika ut jämfört med vårt eget solsystem.