Det ærefryktinngytende universet

Så mystisk, så vakkert

PÅ DENNE tiden av året er nattehimmelen oversådd med stjerner. Høyt over hodet på oss står den mektige Orion. På januarkveldene er han lett synlig fra Anchorage i Alaska til Cape Town i Sør-Afrika. Når tok du sist en ordentlig kikk på de overjordiske skatter som finnes i de velkjente stjernebildene, for eksempel Orion? Noen astronomer gjorde det for ikke så lenge siden ved hjelp av det nyreparerte romteleskopet Hubble.

Fra de tre stjernene som utgjør Orions belte, henger sverdet. Den uklare stjernen midt i sverdet er i virkeligheten ikke en stjerne, men den kjente Oriontåken. Selv med et hobbyteleskop får man et inntrykk av dens slående skjønnhet. Det er imidlertid ikke først og fremst på grunn av denne skjønnheten at profesjonelle astronomer er så fascinert av den.

«Grunnen til at astronomene undersøker Oriontåken og de mange unge stjernene i den, er at den er det største og mest aktive stjernefødselsområdet i vår del av galaksen,» opplyser Jean-Pierre Caillault i bladet Astronomy. Stjernetåken ser ut til å være en kosmisk fødestue! Da Hubble-teleskopet hadde fotografert Oriontåken og fått med detaljer som man aldri tidligere hadde sett, fikk astronomene ikke bare se stjerner og glødende gasser, men også, som Caillault uttrykker det, «uskarpe små ovaler. Oransje lysflekker. Det kunne se ut som om noen hadde vært uheldig og mistet biter av lunsjen ned på fotografiet» i mørkerommet. Forskerne mener at de uklare ovalene er «protoplanetariske skiver, de første solsystemfødsler man har vært vitne til, observert på 1500 lysårs avstand». Er stjerner, ja, hele solsystemer, i ferd med å bli dannet i Oriontåken i dette øyeblikk? Mange astronomer mener det.

Fra fødestuen til stjernekirkegården

Idet Orion rykker fram, med skjoldet foran seg, ser han ut til å bli konfrontert med Tyren. Ved spissen av det sørligste av hornene vil man med et lite teleskop kunne se et svakt lyspunkt. Det er Krabbetåken. Gjennom et stort teleskop ser den ut som en eksplosjon (se bildet på side 9). Hvis Oriontåken er en kosmisk fødestue, kan kanskje Krabbetåken kalles en grav, det siste hvilested for en stjerne som har lidd en ufattelig voldsom død.

Eksplosjonen ble trolig observert av kinesiske astronomer, som omtaler en «gjestestjerne» som dukket opp i Tyren den 4. juli 1054, og som skinte så sterkt at den var synlig på dagtid i 23 dager. «I noen uker lyste stjernen like sterkt som 400 millioner soler,» forteller astronomen Robert Burnham. Astronomene kaller et slikt dramatisk selvmord på stjernehimmelen en supernova. Ennå i dag, nesten tusen år etter observasjonen, farer fragmentene gjennom rommet med en hastighet på anslagsvis 80 millioner kilometer i døgnet.

Også i denne forbindelse har Hubble-teleskopet vært i bruk. Man har brukt det for å skue dypt inn i hjertet av stjernetåken, og man har oppdaget «detaljer i Krabbetåken som astronomene aldri hadde ventet,» ifølge bladet Astronomy. Astronomen Paul Scowen sier at oppdagelsene «bør få astronomiens teoretikere til å klø seg i hodet en tid framover».

Noen astronomer, deriblant Robert Kirshner ved Harvard universitet, mener at det er viktig å forstå slike supernovalevninger som Krabbetåken, fordi de kan brukes til å måle avstanden til andre galakser, et felt som for tiden er gjenstand for intens forskning. Som vi har sett, har uenigheten om avstanden til andre galakser utløst en livlig debatt om big bang-modellen for universets skapelse.

På den andre siden av Tyren, men likevel synlig fra den nordlige halvkule på den vestlige januarhimmelen, er det et svakt lysskjær i stjernebildet Andromeda. Det er Andromedagalaksen, det fjerneste objektet man kan se med det blotte øye. Orions og Tyrens gåter befinner seg i vårt nærmeste nabolag, noen få tusen lysår fra jorden. Nå ser vi imidlertid anslagsvis to millioner lysår ut i universet på en stor spiral av stjerner som er nokså lik vår egen galakse, melkeveisystemet, men enda større — omkring 180 000 lysår i diameter. Når du betrakter det milde lysskjæret fra Andromedagalaksen, er det lyset som treffer øyet ditt, kanskje over to milliarder år gammelt!

I de senere år har Margaret Geller og andre arbeidet med det ambisiøse prosjektet å lage tredimensjonale kart over alle galaksene rundt oss. Resultatene av arbeidet har reist en del vanskelige spørsmål for big bang-teoretikerne. I stedet for en jevn fordeling av galakser i alle retninger har romkartografene oppdaget et «teppe av galakser» i en struktur som spenner over millioner av lysår. «Hvordan dette teppet ble vevd av den så å si homogene materien i det nyfødte universet, er et av de mest presserende spørsmålene i kosmologien,» ifølge en fersk reportasje i det velrenommerte tidsskriftet Science.

Denne januarkvelden begynte med at vi betraktet nattehimmelen. Vi har ikke bare merket oss hvor vakker den er, men også oppdaget visse spørsmål og mysterier som er knyttet til selve universets natur og opprinnelse. Hvordan begynte det hele? Hvordan er universet blitt så komplekst som det er? Hva kommer til å skje med de astronomiske underne som omgir oss? Er det gitt noen å svare på dette? La oss se.

[Ramme på side 8]

Hvordan vet man hvor langt det er?

Når astronomene sier at Andromedagalaksen befinner seg to millioner lysår borte, er dette egentlig en kvalifisert gjetning. Ennå har ingen funnet på noen metode for direkte måling av slike overveldende avstander. Avstanden til de aller nærmeste stjernene, de som befinner seg innenfor en radius av 200 lysår eller så, kan måles direkte ved parallakse, som er enkel trigonometri. Men metoden kan bare anvendes på stjerner som er så nær jorden at de ser ut til å flytte seg litt på himmelen etter hvert som jorden beveger seg i sin bane rundt solen. De fleste av stjernene, og alle galaksene, er mye lenger borte. Det er her man må gjette. Selv med hensyn til stjerner «i nabolaget», som den kjente røde superkjempen Betelgeuse i stjernebildet Orion, må man ty til gjetninger; anslagene spenner fra 300 til over 1000 lysår. Det bør derfor ikke overraske oss at det rår en viss uenighet blant astronomene om avstander mellom galaksene, som kan være mange millioner ganger større.

[Ramme på side 8]

Supernovaer, pulsarer og svarte hull

Midt i Krabbetåken ligger et av de mest forunderlige objekter i det kjente univers. Det er ifølge forskerne det bitte lille liket av en avdød stjerne, komprimert til en ufattelig tetthet, som snur seg i graven 30 ganger i sekundet, mens det sender ut en strålebunt som blant annet inneholder radiobølger. Radiobølgene ble første gang observert i 1968. Objektet kalles en pulsar. Man mener at en pulsar er en roterende supernovalevning, og at den er blitt presset så hardt sammen at elektronene i den opprinnelige stjernen er presset inn i protonene, slik at det er blitt dannet nøytroner. Forskerne mener at pulsaren i Krabbetåken tidligere utgjorde den faste kjernen i en superkjempe på størrelse med Betelgeuse eller Rigel i Orion. Da stjernen eksploderte og de ytre lagene ble blåst ut i rommet, var det bare den innskrumpede kjernen som var igjen, som en hvitglødende sinders; den kjernefysiske forbrenningen hadde for lengst opphørt.

Tenk deg at en stjerne med dobbelt så stor masse som solens ble presset sammen til en kule som var 15—20 kilometer i diameter. Eller forestill deg at jorden ble presset sammen til en klode som var 120 meter i diameter. En kubikkcentimeter av dette stoffet ville veie over en milliard tonn.

Men selv da kan materien komprimeres ytterligere, mener man. Hvis man tenker seg at jorden ble krympet sammen til den ble på størrelse med en klinkekule, ville dens gravitasjonsfelt bli så sterkt at selv ikke lys kunne unnslippe. Da ville den bitte lille jorden se ut til å forsvinne inn i det som kalles et svart hull. De fleste astronomer mener at det finnes svarte hull, selv om dette ikke er bevist. Svarte hull ser imidlertid ikke ut til å være så vanlige som man antok for noen år siden.

[Ramme på side 10]

Er fargene virkelige?

Folk som titter på himmelen med et hobbyteleskop, blir ofte litt skuffet første gang de lokaliserer en kjent galakse eller stjernetåke. Hvor er alle de flotte fargene de har sett på fotografier? «Galaksenes farger kan ikke oppfattes direkte med det menneskelige øye, selv ikke når man bruker de største teleskopene vi har,» sier astronomen og naturvitenskapsskribenten Timothy Ferris. «Lyset fra dem er for svakt til å stimulere fargereseptorene i netthinnen.» Dette har fått noen til å trekke den slutning at de flotte fargene på astronomenes fotografier er juks, at de ganske enkelt er føyd til et eller annet sted i prosessen. Det er imidlertid ikke tilfellet. «Fargene er virkelige, og fotografiene representerer astronomenes beste måte å gjengi dem nøyaktig på,» skriver Ferris.

I sin bok Galaxies forklarer Ferris at fotografier av lyssvake, fjerne objekter «er tidseksponert; de blir laget ved at man retter et teleskop mot en galakse og eksponerer en fotografisk plate i kanskje flere timer, mens stjerneskinnet siver inn i den fotografiske emulsjonen. En drivmekanisme kompenserer hele tiden for jordrotasjonen og holder teleskopet rettet mot galaksen, mens astronomen, eller i visse tilfeller et automatisk styringssystem, foretar ørsmå justeringer».

[Bilder på side 7]

(Se den trykte publikasjonen)

1 Stjernebildet Orion, et kjent syn på januarhimmelen verden over

2 Oriontåken, et forbløffende nærbilde av den uklare «stjernen»

3 Dypt inni Oriontåken — en kosmisk fødestue?

[Rettigheter]

Nr. 2: Astro Photo - Oakview, California

Nr. 3: C.  R. O‘Dell/Rice universitet/NASA-foto

[Bilde på side 9]

Andromedagalaksen, det fjerneste objektet man kan se med det blotte øye. Rotasjonshastigheten ser ut til å være i strid med Newtons gravitasjonslov og reiser spørsmålet om det finnes mørk materie som ikke kan ses ved hjelp av teleskoper

[Rettigheter]

Astro Photo - Oakview, California

[Bilde på side 9]

Krabbetåken i stjernebildet Tyren — et kosmisk gravsted?

[Rettigheter]

Bill og Sally Fletcher

[Bilder på side 10]

Over: Kjerrehjulgalaksen. En mindre galakse har kollidert med den, glidd gjennom den og etterlatt seg en blå ring bestående av milliarder av nydannede stjerner rundt den

[Rettigheter]

Kirk Borne (ST Scl) og NASA

Under: Kattøyetåken. Den enkleste for-klaringen på den innviklede strukturen er at to stjerner går i bane omkring hverandre

[Rettigheter]

J. P. Harrington og K. J. Borkowski (Maryland universitet) og NASA