Det fantastiske univers
Smukt, men gådefuldt
PÅ DENNE årstid stråler nattehimmelen i al sin pragt. Højt over os ses det vældige stjernebillede Orion, der på en januaraften er synlig lige fra Anchorage i Alaska til Cape Town i Sydafrika. Har du for nylig taget de velkendte stjernebilleder, som for eksempel Orion, nærmere i øjesyn? For ikke længe siden benyttede astronomer det reparerede Hubble-rumteleskop til at udforske dette stjernebillede, der også kaldes Jægeren.
Fra de tre stjerner i Orions bælte hænger hans sværd. Den uklare stjerne i midten af sværdet er faktisk ikke en stjerne men den berømte Oriontåge, et objekt af storslået skønhed selv når man betragter det gennem et amatørteleskop. Det er dog ikke glansen der fascinerer professionelle astronomer mest.
„Grunden til at astronomerne udforsker Oriontågen og dens mange unge stjerner, er at der her er tale om det største og mest aktive område i vores del af galaksen, et sted hvor stjerner fødes,“ skriver Jean-Pierre Caillault i tidsskriftet Astronomy. Tågen lader til at være en kosmisk fødeafdeling. Da Hubble-teleskopet fotograferede Oriontågen og fangede nogle detaljer som man aldrig før havde set, så astronomerne ikke blot stjerner og glødende gasarter, men noget Jean-Pierre Caillault har beskrevet som „tågede små ovaler. Pletter af orange lys. Det ser ud som om man ved et uheld er kommet til at spilde noget af sin frokost på fotografiet.“ Men forskerne betragter ikke de tågede ovaler som uheld der er sket i mørkekammeret. De tror at der er tale om „protoplanetariske skiver, det første solsystem man fra en afstand af 1500 lysår har iagttaget i det øjeblik det er ved at blive dannet“. Er stjerner, eller måske hele solsystemer, i dette øjeblik ved at blive født i Oriontågen? Det mener mange astronomer.
Fra fødsel til død
Sådan som Orion med bue i hånd er anbragt på himmelen, synes han at gøre front mod stjernebilledet Tyren. Selv med et lille teleskop vil man ved spidsen af Tyrens sydligste horn kunne se en svag lysplet. Den kaldes Krabbetågen, og i et stort teleskop forekommer den at være en eksplosion under udvikling. (Se billedet side 9). Hvis Oriontågen er en slags ’fødeafdeling’ for stjerner, så er Krabbetågen gravplads for en stjerne der døde under voldsomme begivenheder.
Det er muligvis denne naturkatastrofe som er blevet observeret af kinesiske astronomer. De har beskrevet hvordan der, den 4. juli 1054, pludselig viste sig en „gæstestjerne“ i Tyren der lyste så klart at den i 23 dage var synlig selv om dagen. „I nogle få uger strålede stjernen med en lysstyrke svarende til omkring 400 millioner sole,“ siger astronomen Robert Burnham. Astronomer kalder et sådant bemærkelsesværdigt stjerneselvmord for en supernova. Endnu i dag, næsten tusind år efter, drøner resterne af denne eksplosion gennem rummet med en anslået hastighed af 80 millioner kilometer om dagen.
Hubble-rumteleskopet har også været rettet mod denne tåge, og ifølge tidsskriftet Astronomy har man opdaget „detaljer i Krabbetågen som astronomerne aldrig havde forventet“. Astronomen Paul Scowen siger at opdagelserne „sikkert vil få de teoretiske astronomer til at klø sig i nakken et godt stykke tid fremover“.
Nogle astronomer, som for eksempel Harvard-universitetets Robert Kirshner, mener at det er vigtigt at man får forståelse af resterne af supernovaer som Krabbetågen, fordi det kan medvirke til at man vil kunne måle afstanden til andre galakser, noget der i øjeblikket er genstand for intens forskning. Som vi har set har uenigheden om hvor langt der er til andre galakser resulteret i en livlig debat om hvorvidt big bang-modellen kan bruges til at forklare universets skabelse.
Over Tyren, men stadig synlig på den nordlige halvkugle på den vestlige januarhimmel, kan man se et svagt lysskær i stjernebilledet Andromeda. Dette lysskær er Andromeda-galaksen, det fjerneste objekt man kan se med det blotte øje. Orion og Tyren befinder sig så at sige lige i vores kosmiske baggård, blot nogle få tusind lysår fra Jorden. Man anslår imidlertid at Andromeda-galaksen befinder sig to millioner lysår borte. Der er tale om en stor spiral af stjerner, meget lig vor egen galakse, Mælkevejen, blot større, nemlig 180.000 lysår i diameter. Når man ser på det blide skær fra Andromeda, rammes øjnene af lys der måske er over to millioner år gammelt!
I de senere år har Margaret Geller og andre iværksat nogle ambitiøse projekter med henblik på at foretage en tredimensionel kortlægning af alle de galakser der omgiver os, og de foreløbige resultater har rejst alvorlige spørgsmål om big bang-teorien. De kosmiske kartografer har opdaget at der ikke findes en jævn fordeling af galakser i alle retninger, men derimod ’en gobelin af galakser’ med en struktur der har en udstrækning på flere millioner lysår. „Hvordan denne gobelin er blevet vævet af det så godt som ensartede stof det nydannede univers bestod af, er en af kosmologiens største gåder,“ hedder det i bladet Science.
Mens vi denne januaraften betragter nattehimmelen, bliver vi slået af dens betagende skønhed. Men det vi ser afføder også nogle spørgsmål om selve universets oprindelse og natur og de mysterier der omgiver det. Hvordan begyndte det? Hvordan opnåede det den kompleksitet det har i dag? Hvad vil der ske med de himmellegemer der omgiver os? Kan nogen besvare disse spørgsmål? Lad os se.
[Ramme på side 8]
Hvordan ved de hvor langt der er?
Når astronomer fortæller os at Andromeda-galaksen befinder sig to millioner lysår borte, er der i virkeligheden blot tale om et kvalificeret gæt. Man har ikke fundet en nøjagtig metode til at måle sådanne svimlende afstande. Afstandene til de nærmeste stjerner, de der befinder sig inden for en afstand af omkring 200 lysår, kan måles direkte ved hjælp af parallaksemåling, der indbefatter brugen af simpel trigonometri. Men denne metode kan kun bruges i forbindelse med stjerner der er så tæt på Jorden at de synes at bevæge sig ganske lidt efterhånden som Jorden kredser om Solen. De fleste stjerner, samt alle galakser, befinder sig meget længere borte. Det er her gætterierne begynder. Selv afstanden til stjerner der så at sige befinder sig i vores baggård, som den berømte røde superkæmpe Betelgeuze i Orion, må man gætte sig til. Man anslår at den befinder sig mellem 300 og 1000 lysår borte. Det bør derfor ikke overraske os at der er uenighed blandt astronomer når det gælder afstandene til galakserne, der er en million gange større.
[Ramme på side 8]
Supernovaer, pulsarer og sorte huller
Midt i Krabbetågen ligger et af de mærkeligste objekter i det kendte univers. Ifølge forskere er der tale om en lille død stjerne der roterer i sin grav 30 gange i sekundet, og udsender radiostråling der blev opdaget i 1968. Den er komprimeret til en ufattelig massefylde og kaldes en pulsar. Den beskrives som en roterende supernovarest der er så komprimeret at elektronerne og protonerne i atomerne i den oprindelige stjerne er blevet presset sammen til neutroner. Forskere mener at den engang har haft en massiv kerne svarende til en superkæmpe som Betelgeuze eller Rigel i Orion. Da stjernen eksploderede og de yderste lag spredtes i rummet, var der kun den indskrumpede kerne tilbage, en hvidglødende slagge hvor kernereaktionerne for længst var ophørt.
Forestil dig at man tager en stjerne der har en massefylde svarende til to af vore sole og presser den sammen til en kugle med en diameter på 15 til 20 kilometer. Eller forestil dig at man tager planeten Jorden og presser den sammen til den får en diameter på 120 meter. Én kubikcentimeter ville i givet fald veje over én milliard tons.
Det lader dog ikke til at pulsaren er det mest massive stof der findes. Hvis Jorden blev presset sammen så den blev på størrelse med en marmorkugle, ville dens tyngdekraft blive så stor at end ikke lys ville kunne slippe bort. En sådan lillebitte Jord ville blive til det der kaldes et sort hul. De fleste astronomer tror at disse huller findes, men man har endnu ikke bevist det, og de er tilsyneladende ikke så almindelige som man troede for nogle få år siden.
[Ramme på side 10]
Er farverne ægte?
Mennesker som udforsker himmelen gennem en lille stjernekikkert bliver ofte skuffede når de første gang lokaliserer en kendt galakse eller stjernetåge. Hvad er der blevet af de smukke farver de har set på fotografier? „Galaksernes farver kan ikke ses direkte af det menneskelige øje, end ikke gennem de største teleskoper, eftersom deres lys er for svagt til at aktivere nethindens farvefølsomme celler,“ siger astronomen Timothy Ferris, der skriver om videnskabelige emner. Det har fået nogle til at konkludere at de smukke farver man kan se på astronomiske billeder er falske, føjet til ved fremkaldelsen af fotografiet. Men det er ikke tilfældet. „Farverne er ægte,“ skriver Ferris, „og astronomerne har gjort sig store anstrengelser for at gengive dem nøjagtigt.“
I sin bog Galaxies forklarer Ferris at fotografier af fjerntliggende objekter, som for eksempel af galakser eller af stjernetåger, „er tidsoptagelser man har foretaget ved at rette et teleskop mod en galakse og lade emulsionen på en fotografisk plade belyse i op til flere timer. En mekanisme kompenserer for Jordens rotation og holder teleskopet rettet mod galaksen mens astronomen, eller i nogle tilfælde et automatisk styresystem, foretager hårfine korrektioner.“
[Diagram/illustrationer på side 7]
(Tekstens opstilling ses i den trykte publikation)
1 Stjernebilledet Orion kan i januar ses på nattehimmelen verden over
2 Oriontågen, et betagende foto af den tågede „stjerne“
3 Dybt inde i Oriontågen — er det en kosmisk fødeafdeling?
[Kildeangivelser]
#2: Astro Photo – Oakview, CA
#3: C. R. O’Dell/Rice University/Nasa photo
[Illustration på side 9]
Andromedagalaksen er det fjerneste objekt man kan se med det blotte øje. Dens rotationshastighed synes at være i modstrid med Newtons tyngdelov og rejser spørgsmålet om hvorvidt der findes mørkt stof der ikke kan ses gennem teleskoper
[Kildeangivelse]
Astro Photo – Oakview, CA
[Illustration på side 9]
Krabbetågen i Tyren — er det en stjernegravplads?
[Kildeangivelse]
Bill og Sally Fletcher
[Illustrationer på side 10]
Herover: Galaksen Vognhjulet. En mindre galakse kolliderede med denne galakse, bevægede sig gennem dens midte og efterlod den blå ring af milliarder af nydannede stjerner der omgiver Vognhjulet
[Kildeangivelse]
Kirk Borne (ST Scl), og NASA
Herunder: Katteøjetågen. Formationerne kan måske bedst forklares ved at centret udgøres af to stjerner
[Kildeangivelse]
J. P. Harrington og K. J. Borkowski (University of Maryland), og NASA