Sex budbärare från yttre rymden

FRÅN VAKNA!:S KORRESPONDENT I JAPAN

HELA tiden anländer budbärare från yttre rymden. De för med sig förbluffande information om det väldiga universum som är runt omkring oss. De här budbärarna, som är sex till antalet, färdas med ljusets hastighet, dvs. 300.000 kilometer i sekunden. En av dem är synlig, men de andra är alla osynliga för människoögat. Vilka är de?

Det elektromagnetiska spektret

I mer än 300 år har människan känt till att när ljus passerar genom ett prisma delas det upp i regnbågens sju färger. Detta visar att det vanliga ljuset innehåller regnbågens sju färger i ordningsföljden rött, orange, gult, grönt, blått, indigo och violett.

Ljus anses vara en ström av mängder av partiklar som kallas fotoner, men ljuset har också vågnatur. Avståndet från toppen av en våg till toppen av en annan kallas våglängd och kan mätas i en enhet som kallas ångström och som förkortas Å. En Å är lika med en tiomiljondels millimeter. Synligt ljus ligger mellan 4.000 och 7.000 Å, och olika våglängder ger olika färger. — Se bilden på sidan 15.

Men strålningen kan också ha andra våglängder. Strömmarna av fotoner, som kallas elektromagnetisk strålning, har fått olika namn beroende på våglängden. Under 4.000 Å, då våglängderna blir kortare än våglängden hos synligt ljus, uppträder de elektromagnetiska vågorna som ultraviolett (UV) strålning, och därefter följer röntgenstrålning och gammastrålning. När vågorna är längre än 7.000 Å är de inte längre synliga, utan ingår i det elektromagnetiska spektret från infraröd strålning till radiovågor. Där har vi ”de sex budbärarna” från yttre rymden. De bär på en stor mängd information om himlakroppar. Låt oss nu se hur man ”tömmer” dem på värdefull information.

Synligt ljus — den första budbäraren

Ända sedan Galileo Galilei år 1610 riktade sitt teleskop mot himlen och fram till omkring år 1950 har astronomer i huvudsak använt optiska teleskop för att studera universum. De kände bara till den synliga delen av det elektromagnetiska spektret. Vissa himlaobjekt kan man bara se mycket svagt i optiska teleskop, och astronomer tog bilder på fotografisk film för att studera dem. Nu har elektroniska detektorer som kallas Charge-Coupled Device (CCD), vilka är 10—70 gånger så känsliga som fotografisk film, blivit mycket vanligare. Den synliga budbäraren ger upplysningar om en stjärnas täthet, temperatur och kemiska beståndsdelar samt avståndet till den.

För att fånga ljuset bygger man allt större teleskop. Sedan år 1976 har det största spegelteleskopet i världen varit 6-metersteleskopet vid Zelentjukskajas astrofysiska observatorium i Ryssland. Men i april 1992 blev det nya spegeloptikteleskopet Kecka färdigt på Mauna Kea på Hawaii. I stället för bara en enda spegel består Keckteleskopet av 36 sexkantiga spegelsegment. Segmenten har tillsammans en diameter på 10 meter.

Ett andra Keckteleskop är under uppförande alldeles i närheten av det första, som nu kallas Keck I, och de båda teleskopen skall kunna fungera som en optisk interferometer. Det innebär att man kopplar samman de båda 10-metersteleskopen med hjälp av en dator, vilket gör det möjligt att få en upplösningsförmåga som är lika stor som hos en spegel med en diameter på 85 meter. Med ”upplösningsförmåga” menas förmågan att urskilja detaljer.

På Mauna Kea håller Tokyo National Astronomical Observatory på att uppföra ett 8,3 meter stort kombinerat optiskt och infrarött teleskop som kallas Subaru (det japanska namnet för stjärnhopen Plejaderna). Teleskopet kommer att ha en tunn spegel som bärs upp av 261 justerarmar som kommer att justera spegelns skärpa en gång i sekunden för att kompensera varje ojämnhet på spegelns yta. Man håller också på att uppföra andra stora teleskop, så vi kan vara säkra på att vi kommer att lära oss mer av denna första budbärare — synligt ljus.

Radiovågor — den andra budbäraren

Första gången som man upptäckte att Vintergatan utstrålar radiovågor var år 1931, men det var inte förrän på 1950-talet som radioastronomer började samarbeta med astronomer som använder sig av optiska teleskop. I och med upptäckten av radiostrålning från rymden kunde man observera sådant som man inte kan se med optiska teleskop. Att man observerade radiovågor gjorde det möjligt att se vår galax’ centrum.

Radiovågornas våglängd är större än det synliga ljusets våglängd. Det behövs därför stora antenner för att uppfånga signalen. Man har byggt antenner med en diameter på 90 meter eller mer för att använda till radioastronomi. Eftersom upplösningen är dålig även hos instrument av den här storleken, sammankopplar astronomer radioteleskop med hjälp av dator enligt en teknik som kallas radiointerferometri. Ju större avståndet är mellan teleskopen, desto bättre blir skärpan.

Man har bland annat kopplat samman den 45 meter stora antennen vid Nobeyama Radio Observatory i Japan med den 100 meter stora antennen i Bonn i Tyskland och ett 37 meter stort teleskop i USA. Den här sortens sammankoppling kallas långbasinterferometri (VLBI, Very Long Baseline Interferometry), och den ger en upplösning på en tusendels bågsekund — det är möjligt att urskilja en 1,8 meter stor struktur på månen.b Denna VLBI-teknik är begränsad av jordens diameter.

Nobeyama Radio Observatory går ett steg längre för att fånga in denna budbärare genom att placera en 10 meter stor radioantenn i rymden. Den kommer att skjutas upp från Japan i år och kommer att sammankopplas med radioteleskop i Japan, Europa, USA och Australien, så att det bildas en 3.000 mil lång baslinje. Med andra ord kommer den här sammankopplingen att bli som ett jätteteleskop som är tre gånger större än själva jorden! Det kommer att ha en upplösningsförmåga på 0,0004 bågsekunder, vilket innebär att man kan urskilja ett 70 centimeter stort föremål på månen. Projektet kallas VLBI Space Observatory Programme (VSOP), och man kommer att kartlägga och studera galaxkärnor och kvasarer där man tror att det finns mycket massiva svarta hål. Som den andra budbäraren från universum arbetar radiovågorna effektivt och kommer att fortsätta att bidra med upplysningar om dess källor.

Röntgenstrålning — den tredje budbäraren

Första gången man observerade röntgenstrålar från rymden var år 1949. Eftersom röntgenstrålar inte kan tränga igenom jordens atmosfär, har astronomerna varit tvungna att vänta på utvecklingen av raketer och artificiella satelliter för att få upplysningar av den här budbäraren. Röntgenstrålar bildas vid extremt höga temperaturer och ger därför upplysningar om heta stjärnatmosfärer, supernovarester, galaxhopar, kvasarer och teoretiska svarta hål. — Se Vakna! för 22 mars 1992, sidorna 5—9.

I juni 1990 sköts en röntgensatellit upp och lyckades kartlägga röntgenstrålningen i universum. Informationen som den samlade in visade att det fanns fyra miljoner röntgenkällor utspridda över hela himlen. Men det finns en till ursprunget okänd bakgrundsstrålning mellan de här källorna. Den kan komma från kvasarhopar, vilka tros vara de energirika kärnorna hos galaxer som ligger nära vad somliga astronomer kallar ”gränsen för det synliga universum”. Med tiden kan vi se fram emot att få skörda mer upplysningar av denna budbärare — röntgenstrålning.

Infraröd strålning — den fjärde budbäraren

På 1920-talet gjorde man de första observationerna av infraröd strålning. Eftersom vattenånga absorberar infraröd strålning, använder man sig av satelliter som kretsar kring jorden för att uppnå bästa resultat när man undersöker denna budbärare. År 1983 använde man sig av satelliten Infrared Astronomical Satellite (IRAS) för att kartlägga hela den infraröda himlen och upptäckte då 245.389 källor till infraröd strålning. Omkring 9 procent (22.000) av objekten är så vitt man kan se avlägsna galaxer.

Optiska teleskop kan inte se genom alla de gas- och stoftmoln som finns i rymden. Men den här fjärde budbäraren gör det möjligt att ”se” långt bortom stoftet och är av särskilt värde för att kunna observera vår galax’ centrum. Forskare planerar att skicka upp ett teleskop kallat Space Infrared Telescope Facility för registrering av infraröd strålning, vilket är 1.000 gånger känsligare än IRAS.

Ultraviolett strålning — den femte budbäraren

Den första astronomiska observationen av ultraviolett (UV) strålning gjordes år 1968. Ozonlagret hindrar den största delen av den här strålningen från att nå jordens yta. Rymdteleskopet Hubble, som sköts upp i april 1990, är utrustat för att kunna observera både synlig och ultraviolett strålning och kommer att riktas mot 30 kvasarer som ligger tio miljarder ljusår bort.c Med andra ord gör observationerna av den ultravioletta budbäraren det möjligt att se hur universum såg ut för tio miljarder år sedan. Man hoppas att denna budbärare kommer att avslöja många av universums mysterier.

Gammastrålning — den sjätte budbäraren

Gammastrålar är högenergistrålar med extremt kort våglängd. Lyckligtvis hindrar atmosfären det mesta av den här skadliga strålningen från att nå jordens yta. Den här budbäraren är förbunden med våldsamma händelser i universum. Den 5 april 1991 sköt NASA upp satelliten Gamma Ray Observatory i rymden. Den observerar vad som händer kring kvasarer, supernovor, pulsarer, teoretiska svarta hål och andra avlägsna objekt.

I och med vår tids rymdålder kan astronomer nu observera hela det elektromagnetiska spektret — från radiovågor till gammastrålar. Det är verkligen en guldålder för astronomer. När vi lyfter våra ögon mot höjden, kan vi nu ”se” — med hjälp av de sex budbärarna från källor i himlen — den oändliga visheten som Skaparen till dem alla besitter. (Jesaja 40:26; Psalm 8:3, 4) Allteftersom astronomer tolkar informationen som de här budbärarna för med sig, fortsätter vi att säga precis om Job gjorde för mer än 3.000 år sedan: ”Se! Dessa är utkanterna av hans vägar, och vad annat än en viskning om något har man hört om honom!” — Job 26:14.

[Fotnoter]

[Tabell på sidan 15]

(För formaterad text, se publikationen)

0,1Å Gamma-strålning

1Å Röntgen strålning

10Å

100Å UV-strålning

1.000Å

4.000—7.000 Å Synligt ljus

10.000Å Infraröd strålning

10μm

100μm Radiovågor

1 mm

1 cm

10 cm

1 m

[Bild på sidan 15]

Med rymdradioteleskopet VSOP kommer det att vara möjligt att urskilja ett 70 centimeter stort föremål på månen

[Bildkälla]

VSOP: Genom tillmötesgående från Nobeyama Radio Observatory, Japan

[Bild på sidan 15]

En teckning av det kombinerade optiska och infraröda teleskopet Subaru som nu håller på att byggas

[Bildkälla]

Subaru: Genom tillmötesgående från National Astronomical Observatory, Japan