Seks budbærere fra verdensrommet

AV VÅKN OPP!S MEDARBEIDER I JAPAN

DET kommer stadig budbærere fra verdensrommet til jorden. De bringer med seg forbausende opplysninger om det enorme universet som omgir oss. Disse budbærerne, seks i tallet, reiser med lysets hastighet, 300 000 kilometer i sekundet. Én av dem er synlig, mens de andre ikke er synlige for det menneskelige øye. Hvem er de?

Det elektromagnetiske spektrum

Det har vært kjent i over 300 år at lys som passerer gjennom et prisme, deler seg opp i regnbuens sju hovedfarger. Dermed vet vi at vanlig lys inneholder alle de sju regnbuefargene i rekkefølgen rødt, oransje, gult, grønt, blått, indigo og fiolett.

Lys antas å være en strøm av masseløse partikler som kalles fotoner, som også har bølgeegenskaper. Avstanden fra én bølgetopp til den neste kalles bølgelengde og måles i enheten ångstrøm, som har symbolet Å. En ångstrøm tilsvarer en tiendedel av en milliarddels meter. Synlig lys har bølgelengder mellom 4000 og 7000 ångstrøm, og lys med forskjellige bølgelengder framtrer som forskjellige farger. Se illustrasjonen på side 15.

Fotoner kan imidlertid ha andre bølgelengder også. Fotonstrømmene, som kalles elektromagnetisk stråling, har fått forskjellige betegnelser alt etter hvilke bølgelengder de har. Når bølgelengdene blir kortere enn 4000 ångstrøm, den nedre grensen for synlig lys, framtrer de elektromagnetiske bølgene som ultrafiolett stråling, røntgenstråling og gammastråling. Ved bølgelengder over 7000 ångstrøm er bølgene ikke lenger synlige, men befinner seg i den delen av det elektromagnetiske spektret som omfatter infrarød stråling og radiostråling. Dette er de seks «budbærerne» fra verdensrommet. De bringer med seg en mengde opplysninger om himmellegemene. La oss nå se hvordan de blir tappet for sin verdifulle informasjon.

Synlig lys — den første budbæreren

Fra 1610, da Galilei tok i bruk sitt teleskop, og fram til 1950 brukte astronomene først og fremst optiske teleskoper når de skulle studere universet. De var bare kjent med den synlige delen av det elektromagnetiske spektret. Noen himmellegemer kunne bare så vidt skimtes i optiske teleskoper, og astronomene overførte bildene til fotografisk film for å studere dem. Nå for tiden blir det stadig mer vanlig å bruke elektroniske detektorer som omdanner lys til elektriske signaler, som igjen kan frambringe bilder på en dataskjerm. Dette systemet er 10 til 70 ganger mer lysfølsomt enn fotografisk film. Den synlige budbæreren bringer med seg opplysninger om stjernenes tetthet, temperatur og kjemiske sammensetning og om hvor langt fra jorden de befinner seg.

For å fange opp lys bygges det stadig større teleskoper. Fra 1976 var teleskopet i Selentsjukskaja astrofysiske observatorium i Russland det største speilteleskopet i verden; det har et speil som er seks meter i diameter. Men i april 1992 ble et nytt optisk speilteleskop, Keck-teleskopet,a fullført på Mauna Kea på Hawaii. I stedet for bare et enkelt speil har Keck-teleskopet 36 sekskantete speildeler, som har en samlet diameter på ti meter.

Et Keck-teleskop nummer to er for tiden under bygging ved siden av det første, som nå kalles Keck I, og disse to teleskopene vil sammen kunne fungere som et optisk interferometer. Det innebærer at de to timeters teleskopene knyttes sammen ved hjelp av en datamaskin, slik at de kan få en oppløsningsevne som tilsvarer den man ville få ved å lage et enkelt speil med en diameter på 85 meter. Begrepet «oppløsningsevne» sikter til evnen til å atskille detaljer.

Det japanske astronomiske observatoriet i Tokyo er i ferd med å bygge et 8,3-meters optisk/infrarødt teleskop på Mauna Kea. Det har fått navnet Subaru (det japanske navnet på stjernehopen Pleiadene). Dette teleskopet vil ha et tynt speil og 261 aktuatorer som korrigerer speilets form én gang i sekundet for å kompensere for de deformasjonene som måtte oppstå i speilets overflate. Enda flere store teleskoper er også under bygging, så vi kommer uten tvil til å lære mer av den første budbæreren — synlig lys.

Radiostråling — den andre budbæreren

At Melkeveien sender ut radiobølger, ble oppdaget i 1931, men det var ikke før i 1950-årene at radioastronomene begynte å samarbeide med de optiske astronomene. Oppdagelsen av radiostrålingen fra verdensrommet gjorde det mulig å observere det man ikke kan se med et optisk teleskop. Ved å observere radiobølger kunne man se sentret i vår galakse.

Radiobølger har lengre bølgelengde enn synlig lys, og disse signalene må derfor fanges opp ved hjelp av store antenner. Til bruk i radioastronomien har man konstruert antenner som har en diameter på 90 meter eller mer. Siden oppløsningsevnen er nokså dårlig selv i så store instrumenter, kobler astronomene flere radioteleskoper sammen i grupper ved hjelp av datamaskiner. Denne teknikken kalles radiointerferometri. Jo større avstanden mellom teleskopene er, desto bedre blir skarpheten.

En av disse sammenkoblingene omfatter Nobeyama radioobservatoriums 45-meters antenne i Japan, en 100-meters antenne i Bonn i Tyskland og et 37-meters teleskop i USA. Denne typen sammenkobling kalles på engelsk «very long baseline interferometry» (VLBI), og den har en oppløsningsevne på et tusendels buesekund, noe som gjør at man kan skjelne en flate på to kvadratmeter på månen.b VLBI-systemet begrenses bare av jordens diameter.

Nobeyama radioobservatorium er nå i ferd med å gå et skritt videre i arbeidet med å fange opp denne budbæreren. Planen er å plassere en timeters radioantenne i rommet. Den skal skytes opp fra Japan i 1996 og vil bli koblet sammen med radioteleskoper i Japan, Europa, USA og Australia. Dermed får man et måleområde som har en diameter på 30 000 kilometer. Denne sammenkoblingen vil med andre ord tilsvare et kjempeteleskop som er tre ganger større enn selve jorden! Oppløsningsevnen blir på 0,0004 buesekunder, noe som betyr at man vil kunne skjelne en 70 centimeter stor gjenstand på månen. Systemet kalles «VLBI Space Observatory Programme» (VSOP), og ved hjelp av det kan astronomene kartlegge og studere galaksekjerner og kvasarer, der man tror at det også finnes svarte hull med enormt stor masse. Den andre budbæreren fra universet, radiostrålingen, tiltrekker seg stor oppmerksomhet og vil fortsette å overbringe opplysninger om fjerne himmellegemer.

Røntgenstråling — den tredje budbæreren

De første observasjonene av røntgenstråler ble gjort i 1949. Siden røntgenstrålingen ikke kan trenge igjennom jordens atmosfære, måtte astronomene vente på utviklingen av raketter og satellitter før de kunne motta opplysninger fra denne budbæreren. Røntgenstrålene sendes ut ved ekstremt høye temperaturer og gir derfor opplysninger om atmosfæren rundt svært varme stjerner, om supernovarester og om galaksehoper, kvasarer og teoretiske svarte hull. — Se Våkn opp! for 22. mars 1992, sidene 5—9.

I juni 1990 ble Røntgen-satellitten skutt opp, og den lyktes i å kartlegge alle røntgenkildene i universet. De opplysningene som ble mottatt, viste at det finnes fire millioner røntgenkilder på himmelen. Men mellom disse kildene finnes det en bakgrunnsglød som man ikke kjenner opphavet til. Den kan muligens komme fra kvasarhoper, som antas å være høyenergikjerner i galakser som befinner seg nær det noen astronomer kaller «randen av det synlige univers». Vi kan se fram mot at røntgenstrålene vil gi oss flere opplysninger i tiden som kommer.

Infrarød stråling — den fjerde budbæreren

De første infrarøde observasjonene ble gjort i 1920-årene. Siden vanndamp absorberer infrarød stråling, gir det best resultater å undersøke denne budbæreren ved hjelp av satellitter som går i bane rundt jorden. I 1983 ble satellitten Infrared Astronomical Satellite (IRAS) brukt til å kartlegge all infrarød stråling, og det ble oppdaget 245 389 kilder til slik stråling. Omkring ni prosent (22 000) av disse er antagelig fjerne galakser.

Optiske teleskoper kan ikke se igjennom alle ansamlinger av gass og støv i universet. Men denne fjerde budbæreren gjør det mulig å «se» lenger gjennom støvet og er av spesielt stor nytte i forbindelse med observasjoner av sentret i vår galakse. En gruppe vitenskapsmenn planlegger å skyte opp et infrarødt teleskop som kalles Space Infrared Telescope Facility, i bane rundt jorden. Dette teleskopet vil være tusen ganger mer følsomt enn IRAS.

Ultrafiolett stråling — den femte budbæreren

Den første astronomiske observasjonen av ultrafiolett stråling ble gjort i 1968. Ozonlaget hindrer mesteparten av denne strålingen i å nå jordens overflate. Romteleskopet Hubble, som ble skutt opp i april 1990, har utstyr som gjør at det kan fange opp både synlig og ultrafiolett stråling. Det vil bli rettet mot 30 fjerntliggende kvasarer. Noen av dem befinner seg så langt som ti milliarder lysårc fra jorden, så ved å observere den ultrafiolette budbæreren kan man altså se hvordan universet så ut for omkring ti milliarder år siden. Håpet er at denne budbæreren skal løse mange av universets gåter.

Gammastråling — den sjette budbæreren

Gammastråler er høyenergistråling med ekstremt kort bølgelengde. Heldigvis hindrer atmosfæren mesteparten av denne skadelige strålingen i å nå jordens overflate. Denne budbæreren gir opplysninger om dramatiske begivenheter i universet. Den 5. april 1991 skjøt den amerikanske romorganisasjonen NASA et gammastråleobservatorium opp i rommet. Det vil observere begivenheter som har tilknytning til kvasarer, supernovaer, pulsarer, teoretiske svarte hull og andre fjerne himmellegemer.

Nå som vi har kommet inn i romalderen, er astronomene i stand til å observere hele det elektromagnetiske spektret, fra radiostråling til gammastråling. De opplever virkelig en gullalder. Når vi ’løfter våre øyne mot det høye’, kan vi nå ved hjelp av de seks budbærerne fra stjernene «se» den veldige visdom stjernenes Skaper har. (Jesaja 40: 26; Salme 8: 4, 5) Etter hvert som astronomene fortsetter å tyde den informasjonen disse budbærerne bringer med seg, vil vi fremdeles føle det slik Job gjorde for mer enn 3000 år siden: «Se, dette er bare randen av hans verk; det er som å høre et hviskende ord.» — Job 26: 14.

[Fotnoter]

[Oversikt på side 15]

(Se den trykte publikasjonen)

0,1 Å  Gammastråling

1 Å  Røntgenstråling

10 Å

100 Å  Ultrafiolett stråling

1000 Å

4000—7000 Å  Synlig lys

10 000 Å  Infrarød stråling

10μ

100μ Radiostråling

1 mm

1 cm

10 cm

1 m

[Bilde på side 15]

Med radioteleskopet VSOP vil det være mulig å se en 70 centimeter stor gjenstand på månen

[Rettigheter]

VSOP: Gjengitt med tillatelse av Nobeyama radioobservatorium i Japan

[Bilde på side 15]

En tegning av det optiske/infrarøde teleskopet Subaru, som nå er under bygging

[Rettigheter]

Subaru: Gjengitt med tillatelse av det nasjonale astronomiske observatoriet i Japan