Svar:
Till skillnad från den koniska pendeln (se fråga [13934]) är hastigheten för den plana pendeln inte konstant utan varierar harmoniskt (sinusfunktion). Detta betyder att man måste lösa en andra ordningens differentialekvation och dessutom approximera sin(vinkel) med vinkeln i radianer. Härledningen finns under länk 1. 2p kommer från förvandling av vinkelfrekvens till period, så det har att göra med cirkelns omkrets eller snarare att ett helt varv 360^o är 2p radianer.

Så tyvärr finns det för detta fallet ingen enkel härledning, men låt oss ändå titta lite på härledningen i länk 1 (bilden nedan).

Massan m förekommer både i återställande kraften och i uttrycket för accelerationen. Det betyder att vi kan förkorta bort m. Pendelrörelsen är alltså oberoende av massan (liksom fallrörelsen) men den beror av tyngdaccelerationen g.

L kommer in genom sambandet mellan vinkel och läge

x = qL

Lösningen längst ner i figuren är alltså vad man kallar en harmonisk svängningsrörelse. Om perioden är T får vi

(en period hos sinusfunktionen) = 2p = sqrt(g/L)T

dvs

T = 2psqrt[L/g]

I länk 2 finns en kalkylator som gör beräkningar lättare.

/Peter E 2005-05-24

Svar:
Anna och även Tanja som ställt en liknande fråga!

Att definiera fysik är inte lätt - definitionen beror på sammanhanget. Om man t.ex. menar skolämnet fysik så är det emellertid lätt: fysik är det som ingår i kursplanen för fysikämnet. Om man menar forskningsämnet fysik är det de områden man forskar om på fysiska institutioner vid universiteten. Den preliminära kursplanen för fysik i det nya gymnasiet GY-07 inleds med följande tre stycken:

Ämnet Fysik syftar till fördjupad förståelse för hur fenomen i den egna vardagen och i universum kan förklaras med fysikaliska modeller. Ämnet Fysik syftar också till ett vidgat naturvetenskapligt perspektiv och en modern naturvetenskaplig världsbild. Utbildningen syftar till att öka intresset för ämnet och för fortsatta studier i fysik, matematik, andra naturvetenskapliga ämnen och teknik.

Fysikämnet omfattar allt ifrån det allra minsta, mikrokosmos, till det allra största, makrokosmos. Utbildningen i ämnet syftar till att ge eleven en inblick i olika områden inom fysiken samt dess olika tillämpningar inom vardag, samhälle, industri och forskning.

I all naturvetenskap sker utveckling i samspel mellan experiment och teori. Teorier och modeller är mänskliga tankekonstruktioner som ständigt utvecklas och påverkar människans världsbild. Utbildningen i Fysik syftar därför till ökad kunskap om fysikens arbetsmetoder samt om hur fysikens kunskapsområden utvecklas i samspelet mellan fysik, andra naturvetenskapliga ämnen och matematik.

En alternativ definition är: fysik är den vetenskap som beskriver materia, energi och krafter. Då fysiken är en vetenskap tillämpas den vetenskapliga metoden (se vetenskaplig metod), med uppställande av hypoteser som antingen förkastas eller antas på grundval av experiment och observationer.

Man skiljer även på klassisk fysik (allt före 1900, t.ex. mekanik, elektromagnetism) och modern fysik (t.ex. relativitetsteori, kvantmekanik, elementarpartikelfysik). Sedan har man även grundläggande fysik (forskning inom fysik som motiveras av vår vilja att förstå naturen) och tillämpad fysik (tekniska, medicinska, mm tillämpningar av fysik).

Eftersom modern fysik omfattar vetande från i stort sett hela 1900-talet, kan det vara på sin plats att använda begreppet nutida fysik som skulle innefatta partikelfysik (standardmodellen), kosmologi (big bang), plasmafysik och fusion (fusion) och kärnfysik, se länk 1 för detaljer om Contemporary Physics Education Project (CPEP).

Historiskt var det så att fysik var all naturvetenskap. Efter hand som kunskapen ökade, hade man behov av specialisering. Efter hand frigjordes biologi, geologi, kemi, m.fl. och blev egna ämnen. Vad din lärare antagligen menar är att t.ex. biologin bestäms helt och hållet av arvet genom DNA-molekylen. De lagar som styr DNAs egenskaper är fysik (kvantmekanik). DNA-molekylernas egenskaper är emellertid så komplicerade att vi inte kommer särskilt långt i förståelsen med kvantmekanik. Man måsta använda andra metoder för att komma framåt, och då är det praktiskt att ge ämnet en egen beteckning.

Historiskt har biologin utvecklats helt oberoende av fysiken: man studerade och klassificerade organismer (Linné, 1700-talet), och efter hand förstod man arv och utveckling (Mendel, Darwin, 1800-talet) och DNA upptäcktes (Watson, Crick, Wilkins och Rosalind Franklin, 1950-talet, se länk 2). Det var egentligen först då kopplingen till fysik återuppstod i form av t.ex. biofysik. Se vidare fråga [13720].

Även det vi i dag kallar fysik har delats upp i separata ämnen: i början av 1900-talet kallades allt som hade att göra med atomer för atomfysik. Efter hand som kunskaperna ökade frigjordes kärnfysik (som beskrev atomkärnan, atomfysik beskrev bara elektronerna kring kärnan). Efter 1950 frigjordes sedan elementarpartikelfysiken från kärnfysik och blev ett eget ämne som behandlar elementarpartiklar och deras växelverkningar.

För att visa hur krånglig och godtycklig uppdelningen är kan jag säga att delar av kärnfysik i USA klassificeras som kemi (Nuclear Chemistry).

Mer om vad fysik är och vad det är bra för finns under nedanstående länkar och här: fysik, nytta med. Jag beklagar om svaret inte är lätt att förstå, det går nog tyvärr inte att förklara det enklare.

Texten på tröjan nedan antyder att fysiken är den ultimata vetenskapen :-).

/Peter E 2005-11-06

Svar:
Artikeln i Aftonbladet, länk 1, säger inte så mycket så vi får gå till lite mer professionella (åtminstone när det gäller vetenskap) källor: Icy exoplanet brings astronomers closer to home (physorg.com) och orginalartikeln i Nature, länk 2 (tyvärr endast tillgänglig för prenumeranter).

En exoplanet är en planet som cirklar kring en annan stjärna än solen. Man har för närvarande (30 januari 2006) upptäckt 159 exoplaneter, de flesta med spektroskopiska metoder.

Planeten upptäcktes med vad som kallas en gravitationslins. Det går så till att man i ett stort nätverk av flera observatorier (The Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE)) kontinuerligt fotograferar ett rikt stjärnfält. Bilderna analyseras automatiskt, och om man upptäcker att en stjärnas ljusstyrka ändras (man filtrerar bort variabla stjärnor vars verkliga ljusstyrka ändras), så ger man en varning till nätverket.




Gravitationslins


Anledningen till ändringen i ljusstyrka kan vara att en annan svag och normalt osynlig stjärna (i bilden ovan markerad med termen MACHO) passerat precis mellan oss och den avlägsna stjärnan. Ljuset från den senare kommer då att förstärkas (precis som av en vanlig lins) eftersom gravitationen från den mellanliggande stjärnan fokuserar ljuset. Man får en mycket karakteristik ljuskurva, se bilden nedan.




Signal i blått och rött


Kurvan har dels en karakteristisk form och dels påverkas alla färger exakt lika så att förhållandet (nedersta delen) är inom osäkerheten lika med 1.

Man har upptäckt massor av gravitationslinsande stjärnor, men det intressanta med det aktuella fallet (se bilden nedan) är den lilla extratoppen som finns på högersidan av huvudtoppen. Denna extratopp tolkar man som en planet som rör sig kring den mellanliggande stjärnan.




OGLE-2005-BLG-390Lb


Planeten med det inspirerande namnet OGLE-2005-BLG-390Lb har 5 gånger jordens massa och cirklar kring sin M-typ dvärgstjärna på c:a 10 år. Det intressanta med planeten är inte att den är särskilt lovande som möjlig planet som kan innehålla liv (yttemperaturen är c:a 50 K, alltså mycket lägre än jordens c:a 290 K), utan att upptäckten av planetsystem av denna typ kan bekräfta våra idéer om hur planetsystem uppkommer.

Jag bedömer data som mycket övertygande (se figuren ovan från artikeln i Nature) och metoden gravitationslinsning kan säkert vara av stort värde i framtiden eftersom man kan se andra planeter än tunga planeter nära sin stjärna (s.k. hot jupiters) som man upptäckt genom att mäta förskjutningar i stjärnors spektra. För allmän information om exoplaneter se
  The Extrasolar Planets Encyclopaedia

  California & Carnegie Planet Search

  Extrasolar visions

  Planet Quest
/Peter E 2006-01-30

Svar:
Johanna! Många planeter har atmosfär! Av huvudplaneterna har Venus, jorden, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus vad man kan kalla atmosfär. Dessutom har saturnusmånen Titan en ganska tät atmosfär. Bilden nedan är en filmsekvens som visar rörelserna i Jupiters atmosfär. Filmen är sammansatt av en serie bilder tagna av sonden Cassini. Hastigheten har ökats drygt 200000 gånger, förloppet som visas är cirka 10 dygn.

Det är framför allt två saker som bestämmer om en planet eller måne har atmosfär: planetens massa och förekomsten av ett magnetfält.

Om massan är stor kan molekylerna som utgör atmosfären inte "rymma" - den s.k. flykthastigheten (se flykthastighet) är mycket större än molekylernas hastighet.

Vi kan få en uppskattning av molekylernas hastighet genom att sätta uttrycket för rörelseenergi lika med medelenergin för molekylerna i en gas:

(1/2)mv² = (3/2)kT

Här är m molekylens massa, v dess medelhastighet (egentligen kvadratiska), k Bolzmanns konstant 1.38×10^&8722;23 J/K (se Boltzmann_constant) och T den absoluta temperaturen.

Vi får

v = sqrt(3kT/m)

För en molekyl med molekylvikten M får vi

v = sqrt(31.38×10^&8722;23T/(M1.6610^-27)) = 158sqrt(T/M)

För absoluta temperaturen 300 K får vi för syrgas

158sqrt(300/32) = 484 m/s

och för vätgas

158sqrt(300/2) = 1935 m/s

Flykthastigheten från t.ex. månens yta är 2.4 km/s (se Escape_velocity). Eftersom det även för en medelhastighet på 484 m/s finns många molekyler med t.o.m. 5 gånger denna hastighet, har den atmosfär som eventuellt funnits kring månen sedan länge försvunnit ut i rymden. Se vidare Maxwell_distribution.

Ett magnetfält är bra på att skydda en atmosfär från den s.k. solvinden. Denna består av mycket energirika laddade partiklar som skickas ut av solen. Ett magnetfält tvingar dessa partiklar till de magnetiska polerna där de orsakar norrsken. Utan magnetfält kan solvinden obehindrat "slita loss" molekyler från atmosfären.

Mars har en ganska tunn atmosfär (c:a 1/100 av trycket på jorden), och det beror på att Mars har ganska liten massa (flykthastigheten är 5.0 km/s) och inget magnetfält.

Planeternas rotation kommer från den roterande skiva ur vilken solen och planeterna bildades, se fråga 13042. Om inget stoppar denna rotation kommer den att fortsätta: det behövs en kraft för att bromsa upp jorden. Denna kraft finns faktiskt, se fråga 13056. Du är van vid att allt som rör sig eller roterar till sist stoppas upp om det inte drivs av en motor. Det beror på att det normalt finns en friktionskraft som orsakar uppbromsningen. Utan friktion fortsätter all rörelse och rotation enligt Newtons första rörelselag: En kropp förblir i vila eller likformig rörelse om inte krafter tvingar den att ändra detta tillstånd.

/Peter E 2006-02-28

Svar:
Ditt problem är inte helt lätt, du får nöja dig med en skiss. Lösningen finns under länk 1, men där på engelska.

Vi börjar med att bortse från kulans rotation. Antag kulans massa är m och dess sluthastighet v. Då gäller enligt energiprincipen (potentiell energi på höjden h = kinetisk energi vid botten):

mgh = mv²/2

dvs

v² = 2gh

Om kulan inte glider alls kommer den att sättas i rotation. Om tyngdpunktens hastighet i detta fallet är u, kommer vinkelhastigheten w att vara u/r där r är kulans radie. (Du får detta resultat eftersom den del av kulan som rör vid kulbanan har hastigheten 0 i förhållande till banan - kom ihåg, inget glid!).

En homogen kulas tröghetsmoment ges av J = 2mr²/5 (TröghetsmomentExempel) och rotationsenergin är Jw²/2.

Vi adderar translations-kinetiska energin och rotationsenergin och får

mgh = mu²/2 + (2mr²/5)(u/r)²/2 = mu²(1/2) + mu²(1/5)

dvs

u² = (10/7)gh = 1.43gh

Detta är klart mindre än 2gh som vi fick ovan eftersom ju en del energi går till kulans rotationsenergi. Förhållandet u/v blir ungefär 0.85, alltså 15% lägre hastighet än en kula som glider perfekt och inte roterar.

Förhållandet mellan rotationsenergi och translationsenergi blir enligt ovan

(1/5)/(1/2) = 2:5.

Tillägg om puttning i golf

Golfspelare som puttar bra ser till att slå till bollen med en något uppåtgående rörelse för att bollen om möjligt skall börja rulla omedelbart. Om man slår till bollen helt centralt kommer bollen att glida ett tag på gräset. Friktionen kommer efter ett tag att få bollen att rulla, men rotationsenergin måste tas från rörelseenergin. Bollen bromsas alltså upp för att den skall kunna få rotation. Det visar sig att längden på puttarna blir mycket mer konsistent om man kan få bollen att rulla direkt vid tillslaget.

Tekniken att få överspinn på bollen direkt vid tillslaget används även t.ex. i biljard då man oftast slår till bollen ovanför ekvatorsplanet vilket får bollen att börja rulla omedelbart.

/fa
/Peter E 2006-05-16

Svar:
Den Internationella Astronomiska Unionen (IAU) bestämde vi sitt möte i Prag i augusti 2006 att Pluto inte skall kallas planet utan den skall vara en medlem i en ny grupp som kallas dvärgplaneter, se länk 1 och 2.

Den nya definitionen av begreppet planet lyder:

In the solar system, a planet is a celestial body that:

1 is in orbit around the Sun

2 has sufficient mass so that it assumes a hydrostatic equilibrium (nearly round) shape, and

3 has "cleared the neighborhood" around its orbit.

A non-satellite body fulfilling only the first two of these criteria is classified as a "dwarf planet", whilst a non-satellite body fulfilling only the first criterion is termed a "small solar system body" (SSSB).

En planet i solsystemet (observera att man säger inget om planeter kring andra stjärnor och inget om "nästan sjärnor", s.k. bruna dvärgar) skall uppfylla tre kriterier:

1 gå i en bana kring solen

2 har tillräckligt stor massa för att dess egen tyngdkraft vinner över fastkroppskrafter så att den antar en rund form som tyder på hydrostatisk jämvikt (se planeters form)

3 dominera sin omgivning gravitationsmässigt så att den rensat ut andra himlakroppar i liknande banor

Den nya definitionen är fortfarande kontroversiell dels på grund av traditionalister och dels för att den innehåller svagheter i formuleringen. Även astrologer har protesterat, men det har man rätterligen inte tagit hänsyn till :-).

Å andra sidan skulle vi med den traditionella (vaga) definitionen kunna få en massa nya planeter utanför Neptunus´ bana. Bilden nedan visar det "nya" solsystemet med 8 planeter och hittills 3 dvärgplaneter. Övriga objekt (kometer, småplaneter m.m.) kallas alltså SSSB, eller i fri översättning små solsystemshimlakroppar.

Beslutet är ganska förvånande, eftersom det bara några dagar tidigare var föreslaget att inte ta med villkor 3. Detta skulle ha inneburit att Pluto hade behållit planetstatus och att även de övriga dvärgplaneterna blivit planeter.

Detta att i princip alla astronomer i direkt omröstning kan avgöra sådana här frågor är såvitt jag vet unikt för astronomerna. I fysik och kemi har man speciella kommittéer som är utsedda för att t.ex. namnge grundämnen. IAU har naturligtvis kommittéer också, t.ex. för att namge atronomiska objekt, men besluten tas alltid i generalförsamlingen. De flesta besluten är okontroversiella och tas i klump med ett klubbslag. Ibland är besluten emellertid kontroversiella, och man får en livlig debatt och långa nattmanglingar i kommittéerna för att omformulera förslagen.

I det aktuella fallet i Prag röstade 424 av konferensens deltagande 2700 (de flesta hade redan rest hem). Det finns c:a 9000 professionella astronomer som är medlemmar i IAU, så det var en liten procent som röstade.

/Peter E 2006-08-30

Svar:
En extrasolär planet, eller exoplanet, är en planet som befinner sig utanför vårt eget solsystem.
(Definition av planet finns i fråga [14788].)

Det finns mycket information på webben om detta ämne. Börja med att titta på Extrasolar planet (Wikipedia) och länkar i tidigare svar om exoplaneter.

1 Figuren nedan visar upptäckta planeter och nuvarande och framtida begränsningar. På den horisontella axeln finns avståndet till stjärnan och på den vertikala planetens massa. Som synes är de flesta upptäckta planeterna stora som är nära sin stjärna - s.k. hot jupiters. Detta har säkert mer med nuvarande begränsningar i sättet att finna planeterna än vad som i själva verket finns. Planeterna i vårt solsystem är inplottade i diagrammet (stora blå punkter med en bokstav i). Som synes är Jupiter den enda planeten som skulle kunna detekteras med nuvarande metoder.

2 och 3. Eftersom man inte kan observera planeterna direkt med nuvarande metoder, så kan man endast bestämma planeternas avstånd till stjärnan och massa. Med nästa generation instrument, t.ex. Kepler mission, kommer man att kunna studera jordlika planeter, se begränsningslinjen längst ner i diagrammet.

För några förmörkelse-planeter har man kunnat observera absorptionslinjer, men för att kunna studera planeter i detalj och observera signaturer på liv (syre är en sådan indikator), måste vi vänta några år tills Kepler (se ovan) har skickats upp. Methods_of_detecting_exoplanets beskriver metoder att upptäcka exoplaneter. Länk 1 är en databas med alla kända exoplaneter (3672, 11 oktober 2017). Länk 2 är en ny (2020) upptäckt av fem (eventuellt sex) exoplaneter i resonans.

Bilden: Courtesy NASA/JPL-Caltech från Extrasolar planet (Wikipedia).

/Peter E 2006-10-24

Svar:
Hej planetforskarna Anna, Rita, Johanna!

Det kan tyckas konstigt, men det beror på vad man menar,
dvs roterar i förhållande till vad. För det första
måste 87 dagar vara fel. Det är nog en gammal uppgift
från när man trodde att Merkurius hade s.k. bunden rotation, dvs
alltid vände samma sida mot solen. Då blir
rotationstiden lika med den tid det tar Merkurius
att gå runt solen.

Tabellen nedan från länk 1 ger de i sammanhanget
intressanta uppgifterna för Merkurius och Jorden.

Orbital parameters Mercury Earth Ratio (Mercury/Earth)

Sidereal orbit period (days) 87.969 365.256 0.241

Sidereal rotation period (hrs) 1407.6 23.9345 58.785 

Length of day (hrs) 4222.6 24.0000 175.942

Första raden ger den tid det tar att gå runt solen
i förhållande till stjärnorna. Det är lite mer än 365 dagar
för jorden (ett år) och 88 dagar för Merkurius.

Andra raden ger rotationstiden i förhållande till
stjärnorna och den tredje i förhållande till solen.
Om vi först tittar på jorden så är rotationstiden i
förhållande till stjärnorna lite kortare än i
förhållande till solen. Det är visserligen bara en
skillnad på 0.0655 timmar (knappt 4 minuter). Anledningen
till detta är att medan jorden roterar ett varv i
förhållande till stjärnorna så rör den sig även i sin bana åt samma håll som den roterar. När jorden då efter ett dygn kommer tillbaka till samma punkt i förhållande till stjärnorna så har solen flyttat sig lite "bakåt". Så jorden behöver ytterligare 4 minuter för ett varv i förhållande till solen. Se animering under länk 2.

Gör en modell av det hela med solen som en tennisboll och jorden som en pingpongboll. För pingpongbollen runt tennisbollen moturs (vi ser då jorden och solen från norra himmelspolen) samtidig som du roterar pingpongbollen moturs. Ta en fix punkt i rummet för att representera riktningen till en stjärna. Ni bör av detta kunna dra slutsatsen att rotationstiden i förhållande till sjärnorna är kortare än rotationstiden i förhållande till solen.

Eftersom Merkurius roterar långsamt (59 jorddygn i förhållande till stjärnorna) men har en kort omlopptstid kring solen (88 dygn) blir det mycket stor skillnad mellan de olika rotationstiderna. När Merkurius roterat ett varv så har den nästan gått ett varv kring solen och det tar lång tid innan rotationen hinner i fatt solen. Merkurius soldygn blir därför så långt som 176 jorddygn.

Nedan visas en bild på Merkurius sammansatt av flera fotografier tagna från en rymdsond. Som synes ser den nästan ut som månen med alla sina kratrar.

3/2 resonans

Merkurius omloppstid i förhållande till stjärnorna är alltså 87.969 dagar

Rotationstiden i förhållande till stjärnorna är 1407.6 h = 1407.6/24 = 58.65 d

Förhållander mellan ovanstående blir 87.969/58.65 = 1.49990

Det är ingen tillfällighet att detta är nästan exakt 3/2 - Merkurius har hittat en stabil resonans mellan rotation och omloppsbana. För en planet så nära solen som Merkurius skulle man vänta sig s.k. bunden rotation, dvs att planeten alltid vänder samma sida mot solen. Månen har ju bunden rotation i förhållande till jorden - den vänder ju som vi vet alltid samma sida mot jorden.

Merkurius bana har emellertid mycket hög excentricitet, och hastigheten i banan varierar - hög nära solen och låg långt från solen. Rotationen sker emellertid med konstant hastighet. Rotationen och banrörelsen tenderar alltså att komma ur fas, och den bundna rotationen som borde uppkomma blir i stället till den observerade 3/2 resonansen. Pga störningar från jätteplaneterna varierar merkuriusbanans excentricitet med tiden (se beräkningar i fråga [17160]), varför problemet blir ännu mer komplext.

Se vidare Mercury_(planet)Spin.E2.80.93orbit_resonance.

/Peter E 2006-11-22

Svar:
Hej Thomas!

Det finns ingen definition på detta. Man kan välja där Oorts moln tar slut, där solens gravitation inte dominerar eller, kanske det bästa, där solens plasma (joner och elektroner som solen skickar ut) övergår i det interstellära mediet.

Fråga 2: Vad menar du egentligen? Man letar efter exoplaneter både bland närbelägna stjärnor och bland avlägsna. De närbelägna är intressanta eftersom de i en framtid kan tänkas studeras närmre (direkt avbildning, spektra). De avlägsna är intressanta för att de är så många - man kan lära sig hur planetsystem uppkommer genom att studera många system.

Tillägg 10/12/08:

För det första letar man inte exoplaneter bara för att hitta liv. Det hade naturligtvis varit en fantastisk upptäckt, men man kan även förhoppningsvis bättre förstå hur planetsystem bildas och utvecklas. Vad gäller sökande efter liv, så är det inriktat på livsformer som liknar det som finns på jorden, dvs livsformer som behöver flytande vatten (0-100^oC). Detta kan vara kortsynt, men problemet är att vi inte vet hur avvikande livsformer ser ut, så det är svårt att leta efter dem.

I science fiction litteraturen finns det emellertid exempel på större fantasi. Här är ett par av klassikerna: The_Black_Cloud av Fred Hoyle och Dragon's_Egg av Robert Forward. I Carl Sagans Contact_(film) undviks på ett subtilt sätt att avslöja hur utomjordingarna ser ut.

Nedanstående bild från Wikimedia Commons visar hur en exoplanet skulle kunna se ut. Se Exoplanet och Exoplanets för mer om exoplaneter.

/Peter E 2008-12-09

Svar:
Hej Mattias och Maria! Bra fråga, för det är ju så att en stor andel av alla stjärnor är medlemmar i dubbelstjärne-system eller system med ännu fler stjärnor.

Problemet är inte att det nödvändigtvis skulle bli alltför varmt utan att en planetbana är mycket instabil i ett dubbelstjärne-system. Planeten kommer att slingra omkring slumpmässigt på olika avstånd från stjärnorna, och det är tom risk att planeten kastas ut ur systemet eller in i en av stjärnorna. Det finns två gränsfall för vilka man kan tänka sig stabil bana för en planet: om solarna kretsar mycket nära varandra eller om de är långt ifrån varandra.

Om det skall kunna finnas liv på en planet, så måste den under mycket lång tid (miljarder år) befinna sig på "lagom" avstånd till en stjärna. Man brukar anta att liv som vi känner det kan förekomma om det finns flytande vatten, dvs mellan 0 och 100^oC. Avstånd från stjärnan som uppfyller detta brukar kallas beboelig zon (Habitable_zone), se nedanstående bild från Wikimedia Commons.

Bilden visar att solsystemets beboeliga zon är ganska bred och sträcker sig nästan från Venus till Mars. För en mindre stjärna (som skulle vara svalare än solen och röd), är den beboeliga zonen mycket smal. (Detta låter kanske konstigt om man bara tittar hastigt på figuren, men observera att avståndsskalan längst ner är logaritmisk. För solen är den beboeliga zonen 0.8 till 1.3, medan den för en röd dvärgstjärna är 0.1 till 0.3.)

Ett annat problem med en röd dvärgstjärna är att en planet som befinner sig så nära en stjärna utsätts för så starka tidvattenskrafter att planeten får bunden rotation. Detta innebär att den alltid vänder samma sida mot stjärnan, så ena sidan av planeten blir mycket varm och den andra mycket kall.

För en större stjärna som strålar mer än solen är den beboeliga zonen visserligen stor, men förutsättningarna är ändå dåliga del pga den starka UV-strålningen som är skadlig för liv, och dels för att en tung stjärna inte blir tillräckligt gammal för att liv skall hinna utvecklas.

Man tror alltså att största chansen att hitta liv är på planeter runt solliknande enkla stjärnor. Det låter som en mycket stor begränsning, men eftersom det finns så enormt många stjärnor i Vintergatan (c:a 200 miljarder), finns det ändå många möjligheter.

Länk 1 är en animering (på engelska) där man kan studera vad som påverkar en planets temperatur.

En planet kan i princip ha nästan hur många månar som helst, men med riktigt många kommer de att börja påverka varandra och kastas ut ur systemet, in i planeten eller kollidera så de splittras och bildar ringar.

/Peter E 2009-11-12