Jorda har fire hovedlag: indre kjerne (fast), ytre kjerne (flytende), mantel og skorpe. Dette har vi funnet ut ved hjelp av seismografer ved å spore seismiske bølger som sprer seg fra skjelvets opprinnelsespunkt gjennom hele planeten.
Men er det så viktig å vite noe om en planets indre i det hele tatt? Absolutt! Det har nemlig noe å si for om det kan være liv på planeten. I hvert fall hvis vi snakker om liv slik vi kjenner det. Romvesen fra Alien-filmene har kanskje sine egne behov, men vi kan ikke leve på en gassplanet som Neptun.
For å «se» inn i Jorda bruker vi hovedsakelig indirekte metoder, fordi vi ikke klarer å bore dypt nok. Jordskjelv hjelper: det meste vi vet om Jordas indre har vi funnet ut takket være seismiske bølger som sprer seg fra skjelvets opprinnelsespunkt gjennom hele planeten.
Bølgene beveger seg med ulik hastighet gjennom forskjellige materialer, så ved å spore dem med «seismografer» har forskere lært hva som finnes under føttene våre. En av forskerne var Inge Lehmann, dansk seismolog (1888-1993). Hun oppdaget et nytt lag i Jordas innerste indre.
I solsystemet finnes det åtte planeter; fire steinplaneter og fire gassplaneter, og så vidt vi vet har det oppstått liv på bare en av dem. Men vårt solsystem er ikke det eneste i universet. Per i dag kjenner vi til mer enn 5400 planeter i andre systemer, såkalte «eksoplaneter», og nye oppdages nesten daglig! De finnes i forskjellige størrelser.
Den vanligste typen eksoplaneter som så langt har blitt oppdaget er en del tyngre enn Jorda, men har lavere masse enn våre minste gassplaneter Uranus og Neptun. Vi kaller dem «superjorder», og de er som oppskalerte versjoner av Jorda.
Mange forskere tror at superjorder er de mest lovende målene for å finne liv utenfor solsystemet. Men et viktig spørsmål er om de hovedsakelig består av stein slik som Jorda, av is og gass som Neptun, eller en blanding av disse, noe vi ikke har i vårt solsystem. For å skape grunnlag for liv slik vi kjenner det er det viktig med stein under beina.
Foreløpig vet vi ikke så mye om superjorder. De er veldig små og svake sammenlignet med stjernene de går i bane rundt, og ligger altfor langt unna oss.
Hvordan kan vi finne ut av sammensetningen av en planet som er mange lysår unna? Kan vi ikke bare sende en romsonde med et par seismografer til den nærmeste eksoplaneten? Absolutt! Men med dagens teknologi ville det ta titusenvis av år å komme dit. Ingen orker å vente så lenge.
Heldigvis har forskerne et alternativ; datasimuleringer. Planeter dannes av støv og gass som omgir unge stjerner. Vi vet ikke hva deres planeter består av, men vi vet hva stjernene består av, og at de er bygget opp av de samme materialene.
På bakgrunn av stjernens kjemiske sammensetning kan man simulere planetdannelsen rundt stjernen og sammensetningen til de nyskapte planetene. Dette gjør man ved hjelp av programmering og matematiske simuleringer.
Den første programmereren var den engelske matematikeren Ada Lovelace (1815-1852), og arbeidet hennes ga senere inspirasjon til utviklingen av de første moderne datamaskinene på 1940-tallet. Programmering gjør det mulig å visualisere og forstå prosesser som ikke kan observeres. Men disse datasimuleringene tar veldig lang tid og planetdannelse består av prosesser som tross alt pågår i millioner av år. Derfor må vi kjøre dem på store og veldig raske superdatamaskiner.
Vi ved Senter for Planetær Bebolighet (Centre for Planetary Habitability, PHAB) ved Universitetet i Oslo er så heldige at vi har tilgang til Betzy, Norges aller kraftigste superdatamaskin.
Betzy har fått navnet sitt etter Elizabeth Stephansen, den første norske kvinnen som fikk doktorgrad i matematikk (1902), og kan gjennomføre mange tusen milliarder regneoperasjoner hvert sekund!
Med denne fantastiske maskinen lærer vi ikke bare mye om superjorder og om de potensielt kan ha liv. Den hjelper oss også samtidig å forstå vår egen planet og solsystemet litt bedre. Vi takker disse flotte kvinnene for å vise oss veien!
Jeg takker Petter Silkoset, Stephanie C. Werner, Knut Lyngstad og Ella Wulfsberg Stokke for redigeringer.
Petra Hatalova tar doktorgrad ved Senter for Planetær Bebolighet (Centre for Planetary Habitability, PHAB) ved Universitetet i Oslo.
Hun studerer planetdannelse rundt sollignende stjerner og eksoplanetariske interiører.
Dette er hennes bidrag til formidlingskonkurransen 2023.
