KVANT

Nye ⁶⁰Fe-⁶⁰Ni-isotop målinger i meteoritter viser, at asteroider der dannedes mere end 2 millioner år efter Solsystemets opståen indeholdt den kortlivede radioaktive isotop ⁶⁰Fe. Ældre asteroider indeholder derimod ingen spor efter denne isotop som produceres i særlige supernova miljøer. De nye resultater viser, at Solsystemet sandsynligvis dannedes i umiddelbar nærhed af én eller flere meget massive stjerner, muligvis i et miljø meget lig det man finder i Orion- eller Ørnetågerne.

Grundstoffernes dannelse i den såkaldte kernesyntese er et område af astrofysik som har fejret mange triumfer i sidste århundrede. Man har nu et klart billede af hvor og hvordan hovedparten af de naturlige isotoper skabes. Dog er der nogen meget lidt forekommende protonrige kerner som hidtil har voldt forskerne problemer. Her vil vi beskrive en ny proces, hvor neutrinoer i stjerner faktisk kan forklare forekomsten af nogle af de sjældneste grundstoffer i Naturen.

Sorte huller er en af de mest spektakulære forudsigelser af Einsteins Almene Relativitetsteori. Deres eksistens udfordrer de fundamentale begreber i fysikken så en forståelse af deres egenskaber er afgørende i vores søgen efter de fundamentale naturlove, specielt for en kvantisering af tyngdekraften. Strengteori, som er et af de mest lovende bud på en teori for de fundamentale naturlove, antager at der er flere rumlige dimensioner end de sædvanlige tre. Man kan derfor spørge, hvilke konsekvenser disse ekstra dimensioner har for sorte hullers fysik. I de sidste syv år har der været mange nye opdagelser, som tilsammen peger på, at sorte huller i ekstra dimensioner har nye og overraskende egenskaber, og at der er et ekstremt rigt landskab af mulige sorte huller.

Vi står på tærsklen til at finde svaret på nogle af astronomiens største spørgsmål: er Jorden unik, og findes der liv andre stedet i Universet? Kepler, en NASA rummission som netop er blevet opsendt, vil tage et stort skridt i retning af at besvare et af disse spørgsmål. Keplers hovedformål er at finde formørkende exoplaneter, dvs. planeter omkring andre stjerner end Solen, hvis baneplan ligger således, at de formørker lyset fra deres værtsstjerne ved at passere ind foran denne. Når dette sker, kan man bestemme planetens masse, radius og dermed dens gennemsnitstæthed, og det er muligt at udføre et væld af spændende opfølgende observationer, bl.a. at observere planetens atmosfære. Karakteristiske træk i atmosfæren på formørkende planeter kan måske inden for en overskuelig fremtid give os indikationer på, om der eksisterer liv andre steder i universet.

Observationer af stjernesvingninger (stjerneskælv) gør det muligt at foretage seismiske undersøgelser af stjernernes indre. Dette gælder i høj grad for Solen, hvis skælv igennem årtier er blevet observeret med både jord-baserede instrumenter og fra satellitter. Disse observationer gør, at vi i dag har et meget detaljeret billede af forholdene i Solens indre. Seismiske undersøgelser er i dag udvidet til også at omfatte andre stjerner, hvilket sætter os i stand til at undersøge stjernernes indre struktur og deres tidslige udvikling mere generelt. Dette er et forskningsfelt i kraftig udvikling, og med opsendelsen af NASA's Kepler-satellit i marts 2009, og med den påbegyndte opbygning af et dansk-ledet netværk af teleskoper SONG (Stellar Observations Network Group) vil denne udvikling for alvor tage fart.

Siden 2007 har der, til stor undren for solfysikere verden over, stort set ingen solpletter været på Solens overflade. Nu er der dog begyndt at komme solpletter igen. En konsekvens er bl.a., at man natten til den 5. august kunne opleve nordlys i Danmark, men det er endnu for tidligt at påstå, at Solen opfører sig normalt. I stedet diskuterer solfysikere verden over, hvad det er, der har fået Solen til at opføre sig unormalt.

I denne artikel demonstreres det hvordan man kan bestemme væsentlige parametre for en planet i kredsløb om en anden stjerne, hvis den passerer ind foran stjernen sådan at planeten absorberer en del af lyset fra stjernen.

NASAs rummission Kepler, hvis hovedformål er at finde formørkende exoplaneter (planeter omkring andre stjerner end Solen), er i færd med at revolutionere exoplanet-feltet med sine opdagelser. Senest er over 1200 formørkende planetkandidater blevet offentliggjort, hvilket har mere end tredoblet antallet af kendte planeter og næsten trettendoblet antallet af kendte formørkende planeter. Vi kan hermed begynde at få et indblik i hyppigheden af forskellige planettyper omkring andre stjerner, og i den nære fremtid måske besvare spørgsmålet om, hvorvidt Jorden er unik eller almindelig i Mælkevejen. Blandt dette væld af planetkandidater er blandt andet det tætpakkede Kepler-11- system, som består af ikke mindre end seks formørkende planeter.

Der er hidtil kun opsendt en eneste astrometrisk satellit, Hipparcos, og dens observationer fra 1989-93 betød et kvantespring med hensyn til nøjagtighed og antal af stjerner med nøjagtigt målte afstande, egenbevægelser og positioner. I 2013 vil ESA opsende en endnu større astrometrisk satellit, Gaia, som ventes at betyde et nyt kvantespring for astrometrien. Jeg vil i det følgende skildre astrometriens udvikling og dens betydning for astronomien.

NB: Datoer for Månens faser er rettet i forhold til den trykte version.

I sommer- og efterårsmånederne vrimler nattehimlen med kugleformede stjernehobe. Set gennem en stor astronomisk kikkert er kuglehobene blandt himlens smukkeste objekter.

Støv i det interstellare medium, ISM, er vigtig for, hvordan stjerner og planeter dannes. Der er derfor en stor interesse for at kende kompositionen, samt at vide, hvordan støvet produceres og videreudvikles i ISM, for at få en bedre forståelse af udviklingen af stjerner og galakser. De to bedste støvproducentkandidater er supernovaer, SN, og asymptotiske kæmpegrensstjerner, AGB, men der er stadig tvivl om, hvilke af disse, der bidrager med mest støv til ISM. Støvet videreudvikles i ISM, så for at kunne lave modeller for det tidlige univers, er det vigtigt at undersøge udviklingen, da støvet er dynamisk.

Om vinteren er stjernebilledet Orion et af de mest markante stjernebilleder, der gemmer på en af stjernehimlens smukkeste stjernetåger. Oriontågen er derfor emnet for dette nummers artikel om aktuelle objekter på nattehimlen.

Astronomisk Selskab har en solsektion for folk, der er interesserede i at observere Solen. Herunder er der en lille gruppe, der regelmæssigt tæller antallet af solpletter. Solen er et interessant objekt for amatørastronomer, da den er let at observere, selv med en lille kikkert. Yderligere forandrer den sig fra dag til dag på en uforudsigelig måde, så man er altid spændt på, hvad man får at se, når man starter observationerne.

Solen kan være meget aktiv med voldsomme udbrud. Til andre tider sløv og rolig. Hvad er egentlig solaktivitet, hvordan opstår de store variationer, og hvad kan vi forvente i den nære fremtid?

Sorte huller har normalt været anset som statiske, mens alle andre legemer i Universet roterer. Dette stemmer imidlertid ikke overens med den nylige opdagelse af et roterende sort hul i midten af galaksen NGC 1365. Hvilken effekt har rotationen af et sort hul på legemer i dets nærhed, og hvordan kan astronomer i det hele taget måle, at sorte huller roterer?

I januar 2014 eksploderede en supernova type Ia i galaksen Messier 82, der ''kun'' befinder sig 11-12 millioner lysår fra Mælkevejen. Det er en kærkommen lejlighed til at studere detaljerne ved denne type supernova-eksplosioner, der benyttes som standardlyskilde i kosmologien.

NuSTAR - en NASA satellit med et afgørende dansk bidrag - har observeret en supernovarest og fundet radioaktivt materiale, der er asymmetrisk fordelt. Det bekræfter for første gang detaljer i teorierne om supernovaers eksplosion.

61 Cygni er umiddelbart en uanselig stjerne i bagkanten af stjernebilledet Svanens ene vinge. I en astronomisk kikkert er det tydeligt at det er en dobbeltstjerne. De to komponenter er 30 buesekunder eller 1/120 grad fra hinanden. I 1804 opdagede den italienske astronom Guiseppe Piazzi at 61 Cygni flytter sig så hurtigt, at retningen til den ændres en vinkel på 5'' om året. Det er den bevægelse, der kaldes stjernens egenbevægelse. Det er så langsomt at vi normalt ikke lægger mærke til at 61 Cygni flytter sig på himlen. Alligevel var det dengang den hurtigste egenbevægelse af en stjerne, der nogensinde var målt og Piazzi kaldte den for 'den flyvende stjerne'.

I 1054 eksploderede en supernova i stjernebilledet Tyren. Resterne efter eksplosionen kan i dag ses som Krabbetågen lidt over en grad fra spidsen af Tyrens nederste horn - stjernen zeta Tauri. Den er en forholdsvis lille, lyssvag tåge, som kun kan ses i en astronomisk kikkert. Krabbetågen tager sig godt ud på billeder, fordi den indeholder farverige trådlignende strukturer. Filamenterne stammer fra de ydre dele af den eksploderede stjerne og indeholder et stort udvalg af ioniserede og neutrale grundstoffer [1].

I 1861 flyttede Københavns Universitets Astronomiske Observatorium fra Rundetårn til Østervold. De første 100 år dér virkede der normalt, udover professoren, én observator og én assistent. I 1958 blev Anders Reiz ansat som professor, og på samme tid startede en hurtig udvikling, så Observatoriet midt i 1970’erne talte to professorer, ca. 20 videnskabelige medarbejdere, lige så mange i værksteder og på kontorer samt mange studerende. Her vil jeg gengive min oplevelse af vækstforløbet og af de aktiviteter, der har betydet mest for mig gennem tiden. Kontrasterne mellem skolegang og studium i min tid og i nutiden er meget påfaldende. Til sidst omtales udviklingen efter 1970’erne ganske kort. Universitetsobservatoriet døde i 2005 ganske ubemærket; men heldigvis lever forskningen ved Københavns Universitet i de mest aktuelle områder i bedste velgående.

Begejstringen var stor blandt fysikere verden over, da det blev annonceret den 11. februar 2016 [1,2], at tyngdebølger for første gang var observeret direkte. Forskere ved det amerikanske LIGO-eksperiment (LIGO = Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) havde observeret tyngdebølger fra sammensmeltningen af to sorte huller i en fjern galakse. Nyhedsmedierne kogte over og eksperter vurderede det som en historisk opdagelse, der fortjener en nobelpris. Selvom der ikke var megen tvivl om, at tyngdebølgerne eksisterede, blev det sammenlignet med et nyt vindue til Universet, som blev åbnet. Vi vil her gennemgå lidt af historien bag tyngdebølgerne, som er forudsagt af Einsteins almene relativitetsteori, og beskrive hvordan målingen af det svage signal kunne lade sig gøre.

Fra Danmark kan man se Nordstjernen eller Polaris enhver stjerneklar nat. Ikke alle ved at det er en dobbeltstjerne, hvor den klareste faktisk også er dobbelt. Nordstjernen er desuden en cepheide-variabel stjerne.

Merkur passerede ind foran solskiven den 9. maj 2016. Begivenheden startede kl. 13.12 dansk tid og himlen var fuldstændig klar. Med det rette udstyr kunne mange observere fænomenet.

Tycho Brahe var kendt som sin tids største astronom og hans observationer fik afgørende betydning for videnskabens udvikling. Men han må dele æren for astronomiens fornyelse med Landgreve Wilhelm IV i Kassel, hvad der først for nylig er blevet fuldt erkendt. Omkring 1566 opnåede Wilhelm meget bedre nøjagtighed for stjerners positioner end alle tidligere astronomer, og tyve år senere målte man i Kassel med en nøjagtighed på ét bueminut, hvad Tycho Brahe nåede næsten samtidig. Vi skal følge denne udvikling og den gensidige læreproces mellem Kassel og Hven - som ikke var uden dramatik.

Den mest berømte danske astronom i 1900-tallet, Bengt Strömgren (1908-1987), skabte klarhed over nogle fundamentale problemer i teorien for stjerners opbygning og udvikling først i 1930'erne. Endnu i 1920'erne var næsten alt vedrørende stjerners opbygning, deres dannelseshistorie og endelige skæbne usikkert og gådefuldt. Forskerne var vildt uenige om, hvordan stjerner producerer det lys de udsender og derfor om tidsskalaen for deres udvikling. Med to afgørende publikationer i årene 1932 og 1933 kunne Strömgren sandsynliggøre, at de fleste stjerner producerer energi ved omdannelse af brint til helium og tungere grundstoffer, og dermed afgøre de vigtigste af de varme stridsspørgsmål. Her beskrives dette forløb. Udover Strömgren er den engelske astronom A.S. Eddington en central person i fortællingen.

Denne artikel lader de to fagområder astronomi og litteratur mødes i fem danske tekster fra de fem århundreder fra 1500-tallet til 1900-tallet. Alle teksterne behandler på forskellig måde det astronomiske fænomen solformørkelse: sådan som den opleves af mennesker til forskellige tider, fx som forvarsel om kommende ulykker eller som udtryk for en samlende kosmisk kraft; sådan som den kan bringes i sammenhæng med en verdensanskuelse og et verdensbillede; og sådan som beskrivelsen af den kan udnyttes af en skribent i privat eller kunstnerisk øjemed. De fem tekster er af Peder Flemløse [1] (1500-tallet), Anders Arrebo [2] (1600-tallet), Ludvig Holberg [3] (1700-tallet), B.S. Ingemann [4] (1800-tallet) og Thøger Larsen [5] (1900-tallet).