Nobelpriset

Fysik

Nobelpristagare i Fysik 2019

publicerad 7 månader sedan av
Oskar Wendt

Under oktober 2019 tillkännagavs nobelpristagarna i fysik. I år delas priset upp mellan tre forskare. James Peebles fick sin del av priset för sin forskning relaterad till fysikalisk kosmologi. Det var nämligen Peebles som till stor del grundade den vetenskapliga kosmologin. De andra två, Michel Mayor och Didier Queloz, belönades för deras arbete kring lokalisering av exoplaneter år 1995.

I dag känner vi till över 4000 exoplaneter, men vad som utmärkte deras forskning var att de observerade den första exoplaneten som befann sig vid en solliknande stjärna, 51 Pegasi, 50 ljusår från jorden. Omloppstiden för exoplaneten, känd som 51 Pegasi b, är endast fyra dygn! Detta blev snabbt kontroversiellt inom den akademiska världen eftersom den korta omloppstiden tyder på att planeten måste ligga mycket nära stjärnan. På det avståndet blir exoplaneten över 1000°C varm. Inte nog med det, planeten var även större än förväntat. 51 Pegasi b är en gasplanet i liknande storlek med Jupiter. I kontrast är Jupiters omloppstid ungefär 12 år. Det vill säga, Jupiters omloppstid är ungefär 1095 gånger längre än den av 51 Pegasi b. 

Kosmologerna och astronomerna blev förbluffade av upptäckten. De hade uppfattningen att gasjättar bildades långsamt i utkanterna av sina solsystem, men det verkade inte vara fallet för 51 Pegasi b. Queloz och Mayors upptäckt ledde då till en ny teori. Astronomerna beskrev hur gasjättar skapas i utkanterna av sina solsystem innan de rör sig inåt mot sin stjärna tills de hamnar i en stabil omloppsbana. 

Man kan ju fråga sig varför ingen annan hann upptäcka denna eller andra exoplaneter före Mayor och Queloz, men svaret är enkelt. Tekniken fanns inte före deras observationer, och var alldeles ny då de lyckades observera 51 Pegasi b. Didier Queloz var nämligen en av de forskare som utvecklade tekniken för att kunna göra dessa exakta mätningar. 

Vid närmare eftertanke är det verkligen ett stort steg i människans historia. De kunde under 1995 observera ett objekt ungefär 50 ljusår bort. För sina observationer valde Mayor och Queloz att använda radialhastighetsmetoden, som applicerar dopplereffekten på elektromagnetiska vågor eller mer specifikt på ljus. Självklart har ljus med olika frekvens olika färg. När ett föremål rör sig mot oss med hög hastighet kan man tänka sig att den elektromagnetiska vågen, eller ljuset, trycks ihop lite och får en högre frekvens. Detta bidrar till att ljuset från föremålet observeras som blåare. Motsatsen sker då föremålet rör sig bort från oss. Då dras våglängden ut och frekvensen blir lägre. Ljuset uppfattas då som rödare, då rött ljus har låg frekvens. Vi säger att ljuset från objektet i rörelse (relativt oss) blir blå- respektive rödförskjutet. 

Men hur kan man se en exoplanet på 50 ljusårs avstånd med hjälp av detta? Det är faktiskt, till min och kanske andras besvikelse, inte planeten man ser. Det är stjärnan som rör sig relativt oss, på grund av exoplaneten som cirkulerar runt den. Beroende på var exoplaneten befinner sig i sin omloppsbana kommer den dra i sin sol bort från eller mot oss här på jorden. Denna kraft, och därmed hastighet på stjärnan, är mycket liten. Det är just därför Queloz arbete med att förfina tekniken var så viktigt. Exoplaneten fick bara sin stjärna att komma i svängning med hastigheten 15 meter per sekund. Denna rörelse blir på grund av det långa avståndet väldigt svår att observera utan en välutvecklad teknik.

Mayor och Queloz observerade stjärnan under en längre tid och såg förändring i dess frekvens i en regelbunden cykel på cirka 4 dagar. En cykel motsvarar den tid det tar för planeten att röra sig ett varv runt sin stjärna. Förändringarna i ljusets frekvens från 51 Pegasi var väldigt små men de lyckades mäta den. Det var just denna metod, känd som radialhastighetsmetoden, som ledde till Didier Queloz och Michel Mayors nobelpris. 

Deras forskningsprojekt gav en förståelse för den ofantliga mängd planeter som existerar i universum. Idag skannar det amerikanska rymdteleskopet TESS cirka 200 000 stjärnor i vårt närområde för att eventuellt hitta jordliknande planeter, eller kanske till och med planeter med liv.

Källor som användes i den här artikeln

Kungliga Vetenskapsakademin . Nobelpriset i fysik 2019 . Kungliga Vetenskapsakademin . 2019-10-08 . <https://www.kva.se/sv/pressrum/pressmeddelanden/nobelpriset-i-fysik-2019> (Hämtad 2019-12-17)

Flertal författare . List of Nobel laureates in Physiology or Medicine . Wikipedia . 2019-12-05 . <https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_Nobel_laureates_in_Physiology_or_Medicine> (Hämtad 2019-12-17)