Test

Anders Johansen

Docent Lunds universitet Naturvetenskap Antagningsår: 2012

Överraskningar i datorn ger nya teorier om planetbildning
Hur bildades vår jord? Anders Johansen utmanar de gamla teorierna. Genom datorsimuleringar får han nya idéer om hur planeter formas.

En stjärna bildas när ett enormt gasmoln i rymden förtätas så mycket av gravitationen att det kollapsar. Men en liten del av gasen kan bli kvar utanför stjärnan, i form av en roterande platta av gas. Det kallas en protoplanetär skiva. Skivan innehåller mängder av extremt små dammpartiklar som med tiden blir planeter. Genom slumpmässiga krockar fastnar de i varandra och bygger allt större block, precis som när damm bildar dammtussar i våra hem.

Det är vad forskare har trott, i alla fall.

– Partiklar som bara är någon mikrometer stora kan fastna på det viset. Men är de större än någon centimeter eller så, är det omöjligt. De håller inte ihop. Så jag söker ett annat sätt att förklara hur partiklarna bildar planeter, säger Anders Johansen, forskare vid Lunds universitets astronomiska institution.

Vid simuleringar kan något helt oväntat hända

Anders Johansen använder inte teleskop. Han gör inga direkta observationer av rymden. Hans forskning handlar istället om att konstruera datorprogram som simulerar olika möjliga tillstånd i universum.

– Det är nästan som att göra ett experiment. Man har ingen kontroll över vad som sker. Det är programmet som löser experimentet, och något helt oväntat kan hända.

En del astronomer har föreslagit att turbulens i gasen i den protoplanetära skivan kanske skapar tätare områden, som håller småstenarna samman. Anders Johansen testade den hypotesen genom att konstruera ett program som fokuserar på växelverkan mellan partiklarna och gasen, och såg småstenarna samlas på det förväntade viset. Sedan provade han att ta bort turbulensen helt. Något häpnadsväckande hände. Stenarna i gasmolnet sökte sig till varandra ändå, och höll samman i allt större grupper.

Stenar fungerar som tävlingscyklister

Anders Johansen tror att förklaringen ligger i friktionen mot gasen.

– Det är som med tätklungan i ett cykellopp. Om de främsta cyklisterna håller sig tätt ihop, minskar friktionen mot den omgivande luften och det går lättare att röra sig. På samma sätt minskar småstenarna friktionen mot gasen om de samlas i klungor.

När tillräckligt många stenar samlats tar gravitationskraften över och får dem att packas samman till kroppar stora som små planeter.

En matematisk teori från 2005 beskrev att sådana här klungor skulle kunna bildas. Men Anders Johansen var först med att visa att klungorna utvecklas till så stora och täta områden att gravitationen mellan stenarna tar över.

– Det finns mycket konkurrens i forskningen, många som vill visa att man analyserat något på fel sätt. Men det har hänt ett par gånger nu att konkurrerande forskargrupper velat motbevisa mig, och istället fått skriva artiklar som säger att de kommit fram till samma sak som jag. Då är forskningen större än individen. Det tycker jag mycket om.

Planetforskning ger ledtrådar till livet

Med anslaget från Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse kommer Anders Johansen att studera planetesimaler, ett slags förstadier eller byggstenar till planeter, i Kuiperbältet. Så kallas ett område med små himlakroppar som ligger i en bana utanför Neptunus, solsystemets yttersta planet.

Anders Johansen ska jämföra sina teoretiska modeller för planetbildning med de forskarna redan har om Kuiperbältet, för att se hur de stämmer överens. Förutom ny kunskap om planetbildning, kan den här forskningen ge ledtrådar om hur liv uppstod på jorden. I Kuiperbältet finns en stor mängd organiska, kolinnehållande, molekyler. Det händer att stenar därifrån slungas iväg i form av kometer. I jordens barndom slog många av dem ner på jorden. Kanske var det så livet började här.

Alltid ont om tid

När vi ses har Anders Johansen avslutat en föreläsning bara en kvart tidigare, men lunch har han ändå hunnit med däremellan. Tidsbristen är konstant.

– Det är inte så stor del av min arbetstid som går till min egen forskning. Men den tid jag använder till att prata med mina doktorander och postdoks, den genererar extremt mycket forskning, säger Anders Johansen.

Han tycker om att undervisa och att hjälpa andra forskare framåt. Men allra bäst tycker han om att programmera och skriva artiklar.

– Jag gillar att göra snygga figurer, att förbättra dem hundra gånger tills de blir perfekta, säger han och skrattar lite.

– När jag gör personlighetstester visar de att jag är lite introvert. Jag gillar att syssla med mina egna tankar. Men jag tycker om de andra delarna av jobbet också.

 

Text: Lisa Kirsebom
Foto: Magnus Bergström