Astronomi_2012_5 lenka_Astronomi_2012_5.qxd 31.08.12 13:14 Side 1
Bli kjent med Ørnen Merkur og Venus denne høsten 42. årgang Okt. 2012 Månen • Kalender • Asteroider 5 Kr. 59,–
s. 20: Klimasvingninger Sildefisket i Skagerak varierer i takt med nordlyset
s. 26: Higgspartikkelen trolig oppdaget Men hva betyr det for Universet?
s. 32: Romsondekirkegården Historisk oversikt over Mars-sonder
Titans osean
Vi ser under overflaten til det mest interessante stedet utenfor Jorda
s. 6
s. 36: Skrått blikk på livsformer fra andre stjerner
Interpress Norge Returuke: 48 Astronomi_2012_5 lenka_Astronomi_2012_5.qxd 31.08.12 13:14 Side 2
ASTRONOMI Innhold
Utgiver: Norsk Astronomisk Selskap Postboks 1029 Blindern, 0315 Oslo Org.nr. 987 629 533 ISSN 0802-7587 Kaldt støv i Orion
Abonnementsservice: Bli medlem / avslutte medlemskap / melde adresseforandring / gi beskjed om manglende blad: «Astronomi», c/o Ask Media AS, Postboks 130, 2261 Kirkenær Org.nr. 990 684 219 Tlf. 46 94 10 00 (kl. 09.00-15.00) Faks 62 94 87 05 e-post: [email protected] Girokonto: 7112.05.74951 Nye bilder av tåken Messier 78, som ligger rett nord for Orions belte, viser hvor forskjellig et objekt Ask Media fører abonnements register tar seg ut avhengig av hvilken bølgelengde det blir observert i. Astronomene kan velge å fotografere for en rekke tidsskrifter. Vær vennlig å objekter med en viss temperatur, og dermed få mye fin informasjon om objektet de studerer. oppgi at henvendelsen gjelder bladet Foto: ESO/APEX (MPIfR/ESO/OSO)/T. Stanke m.fl./Igor Chekalin/Digitized Sky Survey 2 Astronomi. Vi gjør oppmerksom på at Ask Media kun fører medlemsregiste- ret for NAS og ikke har mulighet til å besvare astronomi-spørsmål. Romsondekirkegården Denne søte tassen på 4,5 kg, PropM, skulle gå på en slags meier Henvendelser til Norsk Astronomisk og ble sendt til Mars allerede i 1971. Den kunne blitt det første Selskap: Se kontaktinfo side 52 «kjøretøy» på en annen planet, men sviktet, i likhet med det meste som er sendt til Mars. Likevel har det aldri skortet på ambisjoner Redaktør: når vår naboplanet skulle fralures sine hemmeligheter. Side 32 Bidrag, artikler, bilder, annonser o.l.: «Astronomi», v/Trond Erik Hillestad, Riskeveien 10, 3157 Barkåker Tlf. 99 73 73 85 [email protected]
Layout: Eureka Design AS v/ Bendik Nerstad Tlf. 46 94 12 70. www.eurekadesign.no Jordrotasjonen, Trond Erik Hillestad Sola, klima Trykk: og nordlys Flisa Trykkeri, Boks 23, 2271 Flisa Tlf. 62 95 50 60. www.flisatrykkeri.no Professor Jan-Erik Solheim (til høyre) har i mye av sin karriere jaktet etter subtile og gjentakende variasjoner i lyset fra stjerner. I mange tilfeller svinger stjernelyset opp og ned i faste sykluser, Innholdet eller deler av innholdet i gjerne mange forskjellige sykluser på én gang, overlagret hverandre. Det blir nesten som å finne tidsskriftet må ikke kopieres, svingemønstre hos de ørsmå krusningene som alltid finnes på havet, også når det raser storm. mangfoldig gjøres eller på annen måte I denne artikkelen leter han og professor Ole Humlum (til venstre) etter periodiske svingninger be nyttes uten redaktørens tillatelse. i Jordas klima de siste par hundre år – og presenterer noen overraskende sammenhenger. Side 20 Nyhetstjeneste: Drevet av Astrofysisk institutt og NAS: Medarbeidere i denne utgave: Utgivelser i 2012: www.astronomi.no Birger Andresen, Carsten A. Arnholm, Hans K. Aspenberg, 1-12: 3. feb. 4-12: 6. juli Rune Chr. Bjerregaard, Per-Jonny Bremseth, Anne Bruvold, 2-12: 23. mars 5-12: 21. sep. Fornøyd med bladet? Ros/ris sendes Tryggve Dyrvik, Arvid Feldhusen, R. Jay Gabani, Øyvind 3-12: 18. mai 6-12: 30. nov. til [email protected] Grøn, Are Vidar Boye Hansen, Eli Fugelsø Hillestad, Ronny NAS-veven: Hjelland, Lewis Houck, Ole Humlum, Laffen Jensen, Ole- Bidrag: På www.nas-veven.no Jonny Kinn, Arne Martin Kristiansen, Øyvind Kristiansen, Artikler bør leveres tre måneder kan du diskutere astro- Trond Larsen, Jan-Erik Solheim, Marius Sollerud, Mikkel før utgivelse. Innlegg honoreres nomi, utveksle erfa- Steine, Erik Sundheim, Torbjørn Urke ikke. Publisering i en bestemt ringer og møte like - utgave kan ikke garanteres. sinnede.
2 Astronomi 5/12 Astronomi_2012_5 lenka_Astronomi_2012_5.qxd 31.08.12 13:14 Side 3
Faste spalter
56 Astrogalleri Lesernes egne astrobilder
6 Astronytt EKSTRASOLARE PLANETER Planetene med minst avstand ...... 8 Varm eksoplanet mindre enn Jorda .9 Til støv skal du bli ...... 10 Dramatisk endring i atmosfæren til eksoplanet ...... 12 FYSIKK Data fra svart hull kan gi ny test av relativitetsteorien .11 GALAKSER Astrotegning: Hvorfor er Higgspartikkelen så viktig? Svart hull Tåker Den 4. juli 2012 ble det annonsert at den såkalte Higgspartikke- og mørk materie-sammenheng . . .13 Vi avslutter vår serie om len med stor sannsynlighet nå er observert. Det kan bli den vik- tegne-tips med å se tigste fysikkoppdagelsen i vårt århundre, men hvorfor? Professor JUBILEER ...... 9, 11 nærmere på tåker. 44 i fysikk, Øyvind Grøn, ser på betydningen av oppdagelsen og KOSMOLOGI hvordan den kan gi oss en bedre forståelse av de partikler, kref- Relativ hastighet til galaksehoper Bli kjent ter og vekselvirkninger som utgjør Universet på mikronivå. Bildet er målt på ny måte ...... 13 med stjernebildene viser Peter Higgs, som «oppfant» Higgspartikkelen. Side 26 SMÅLEGEMER Plassering på himmelen, Ill.: Lucas Taylor, CERN Undergrunnshav på Titan ...... 6 mytologi og objekter En femte Pluto-måne er funnet . . . . .9 som er verdt å se på i STJERNEUTVIKLING Ørnen. 46 Hvordan oppstår en brun dvergstjerne? En fortapt stjerne ...... 10 Brune dverger er blitt omtalt som en slags mellomting mellom Ikke spis aliens! stjerner og planeter. Mye tyder nå på at de dannes fra de smu- Hollywood fabulerer ofte lene som blir igjen etter at stjernene har dannet seg. Side 18 48 Bokomtale om fremmede livsformer En himmelrommets fyrvokter – som kommer til Jorda Sigurd Einbu for å spise oss. Vi spør heller: kan aliens være «En himmelrommets fyrvokter» 50 DVD-omtaler velegnet som mennes- Den 12. mars 2012, på hundreårsdagen Fiksjon: Prometheus, keføde? Problemstil- for Sigurd Einbus berømte nova-oppdaging Cowboys & Aliens, John Carter lingen er hypotetisk og i 1912, kom minneboka om ham, redigert selvsagt humoristisk, av Gunnar Bentdal (bildet) og med men vi skal se at det bidrag fra seks dyktige fagfolk. 52 Info finnes helt andre grun- Det er ikke hver dag en Opplysninger om NAS ...... 52 ner enn de rent etiske, astronomibok lanseres Om lokale astroforeninger ...... 55 til at vi ikke bør spise med egen konferanse eventuelle gjester fra i Norge. Side 48 52 Møtekalender ...... 52, 54, 55 andre stjerner. 36 Foto: Erik Sundheim Aktiviteter, foredrag og arrangementer
Forside: Annonsører 38 Solsystemet Hovedbildet: Romsonden Cassini Stjernekart, planeter KikkertSpesialisten ...... 19 (nede til venstre) har funnet og beskrivelse av stjernehimmelen N.J. Opsahl as ...... 4, 5 et globalt osean under TeleskopService Norden AB . . . . . 17 overflaten til Saturn- Teno Astro AS...... 14, 15, 31 53 Stjernetrim månen Titan. Side 6 Spørsmål og svar Ill.: NASA/JPL-Caltech/A. Tavani fra astronomiens verden
Astronomi 5/12 3 Astronomi_2012_5 lenka_Astronomi_2012_5.qxd 31.08.12 13:39 Side 4
EdgeHD optikken gir er bilde fritt for aberasjoner helt til kanten av feltet selv AX103S APO refraktor VMC 200L katadioptrisk påfullformatskamerabrikker.Komafritt ogmedetflattfeltiastrographkvalitet. EdgeHD tubene tilbyr også: • Speillås - reduserer bildeforskyvning • Tubeventilasjon med 60 mikons filter • Fastar kompatibilitet - ta bilder i f/2
StarBright XLT antirefleksbehandling gir en gjennomsnittlig lysgjennomgang på 97,4%! Det sikrer mer lys og høyere kontrast. Vixens nye AX103S f/8 refraktor har et tre-elements objektiv VCM 200L er et unikt 20cm katadioptrisk system som består av Korreksjonslinsen i fokuseringen på med en sentral ED linse samt en field-flattener i fokuseringen. et primærspeil og en meniskus korrektorlinse direkte foran EdgeHD benytter Schottglass og du er Dette reduserer fargefeil og gir skarpe bilder med høy kontrast sekundærspeilet. Dette gjør at korrektorlinsen korrigerer lyset to dermed sikret høyeste optiske kvalitet. helt til kanten av synsfeltet. Precision Multi-Coating på linsene ganger i lysveien. Dette gir meget god korreksjon både av sikrer høy lysgjennomgang. To-trinns fokusering. sfærisk aberrasjon og feltkrumning og dermed høy optisk Gjennomprøvd NexStar datastyrings- ytelse. teknologi. Objektdatabase med mer enn Det amerikanske magasinet Astronomy sier "Den suverene Optikken har f/9,75, noe som gir en kompakt og transportabel 40000 objekter, permanent PEC, filter- optikken tillater observasjoner med høy forstørrelse". tube. På grunn av den åpne tuben vil du unngå problemer med grenser i databasen, presis opplinjering. Magasinet Sky at Night sier "Med sin utmerkede byggekvalitet dugg, og akklimatiseringen av tuben er raskere enn på en og mange funksjoner anbefaler vi absolutt dette systemet standard SCT modell. Teleskopet har Vixens Precision Multi- Celestrons unike All-Star Polar Alignment dersom du ønsker å oppgradere fra ditt nåværende oppsett." Coating og ekstremt presise speil. muliggjør poloppstilling mot hvilken som helst stjerne på himmelen. Monteringsskinne ikke inkludert. Ordinær pris OTA kr 10998,- Introduksjonspris OTA: 24998,- Spesialpris på et begrenset antall OTA: 9898,- NexRemote programvare lar deg styre teleskopet fra din PC og gir tilgang til alle funksjoner, inkludert følgerater, opplinjering, database og dvalemodus.
Denne monteringen er en svært stabil plattform for teleskopet som fremdeles er portabel. Noen av fordelene: •LowCogDCservomotorermed integrerte encodere. •Skråstiltemotoraramturerforåredusere ujevne bevegelser. •Internekablergirenkeltoppsettog transport. •Presistmaskinert40mmpolakseistål med koniske rullelagre og kulelagre. •Mulighetforåfølgeobjekter over meridianen. •NexStarhåndkontroll •GPSkompatibelmedSkySync •ST-4kompatibelautoguideport •AUXportfortilkoblingavekstrautstyr.
Tilgjengelige størrelser:
SkyTech Starter M80L EQ1 SkyTech Starter M102L EQ2 SkyTech Multi R70M AZ3 MAK 80, f/12,5. To okular, rødpunktsøker, MAK 102, f/13. To okular, rødpunktsøker, Refraktor 70, f/7,1. To okular, rødpunkt- stjernediagonal, kameraadapter, EQ1 stjernediagonal, kameraadapter, EQ2 søker, 45°vendeprisme, kameraadapter, CGEM 800 HD - 20,3cm CGEM 925 HD - 23,5cm CGEM 1100 HD - 27,8cm montering, stativ. Kr 1998,- montering, stativ. Kr 4879,- AZ3 montering, stativ. Kr 1998,-
Holbergsg. 4, 3717 Skien Postboks 120, 3701 Skien www.celestron-norge.no N.J.Opsahl AS Tlf: 35 52 25 31 Fax: 35 52 25 53 NORGE Autorisert distributør: N.J.Opsahl AS www.njopsahl.no E-post: [email protected] Forbehold om feil/prisendring Astronomi_2012_5 lenka_Astronomi_2012_5.qxd 31.08.12 13:39 Side 5
EdgeHD optikken gir er bilde fritt for aberasjoner helt til kanten av feltet selv AX103S APO refraktor VMC 200L katadioptrisk påfullformatskamerabrikker.Komafritt ogmedetflattfeltiastrographkvalitet. EdgeHD tubene tilbyr også: • Speillås - reduserer bildeforskyvning • Tubeventilasjon med 60 mikons filter • Fastar kompatibilitet - ta bilder i f/2
StarBright XLT antirefleksbehandling gir en gjennomsnittlig lysgjennomgang på 97,4%! Det sikrer mer lys og høyere kontrast. Vixens nye AX103S f/8 refraktor har et tre-elements objektiv VCM 200L er et unikt 20cm katadioptrisk system som består av Korreksjonslinsen i fokuseringen på med en sentral ED linse samt en field-flattener i fokuseringen. et primærspeil og en meniskus korrektorlinse direkte foran EdgeHD benytter Schottglass og du er Dette reduserer fargefeil og gir skarpe bilder med høy kontrast sekundærspeilet. Dette gjør at korrektorlinsen korrigerer lyset to dermed sikret høyeste optiske kvalitet. helt til kanten av synsfeltet. Precision Multi-Coating på linsene ganger i lysveien. Dette gir meget god korreksjon både av sikrer høy lysgjennomgang. To-trinns fokusering. sfærisk aberrasjon og feltkrumning og dermed høy optisk Gjennomprøvd NexStar datastyrings- ytelse. teknologi. Objektdatabase med mer enn Det amerikanske magasinet Astronomy sier "Den suverene Optikken har f/9,75, noe som gir en kompakt og transportabel 40000 objekter, permanent PEC, filter- optikken tillater observasjoner med høy forstørrelse". tube. På grunn av den åpne tuben vil du unngå problemer med grenser i databasen, presis opplinjering. Magasinet Sky at Night sier "Med sin utmerkede byggekvalitet dugg, og akklimatiseringen av tuben er raskere enn på en og mange funksjoner anbefaler vi absolutt dette systemet standard SCT modell. Teleskopet har Vixens Precision Multi- Celestrons unike All-Star Polar Alignment dersom du ønsker å oppgradere fra ditt nåværende oppsett." Coating og ekstremt presise speil. muliggjør poloppstilling mot hvilken som helst stjerne på himmelen. Monteringsskinne ikke inkludert. Ordinær pris OTA kr 10998,- Introduksjonspris OTA: 24998,- Spesialpris på et begrenset antall OTA: 9898,- NexRemote programvare lar deg styre teleskopet fra din PC og gir tilgang til alle funksjoner, inkludert følgerater, opplinjering, database og dvalemodus.
Denne monteringen er en svært stabil plattform for teleskopet som fremdeles er portabel. Noen av fordelene: •LowCogDCservomotorermed integrerte encodere. •Skråstiltemotoraramturerforåredusere ujevne bevegelser. •Internekablergirenkeltoppsettog transport. •Presistmaskinert40mmpolakseistål med koniske rullelagre og kulelagre. •Mulighetforåfølgeobjekter over meridianen. •NexStarhåndkontroll •GPSkompatibelmedSkySync •ST-4kompatibelautoguideport •AUXportfortilkoblingavekstrautstyr.
Tilgjengelige størrelser:
SkyTech Starter M80L EQ1 SkyTech Starter M102L EQ2 SkyTech Multi R70M AZ3 MAK 80, f/12,5. To okular, rødpunktsøker, MAK 102, f/13. To okular, rødpunktsøker, Refraktor 70, f/7,1. To okular, rødpunkt- stjernediagonal, kameraadapter, EQ1 stjernediagonal, kameraadapter, EQ2 søker, 45°vendeprisme, kameraadapter, CGEM 800 HD - 20,3cm CGEM 925 HD - 23,5cm CGEM 1100 HD - 27,8cm montering, stativ. Kr 1998,- montering, stativ. Kr 4879,- AZ3 montering, stativ. Kr 1998,-
Holbergsg. 4, 3717 Skien Postboks 120, 3701 Skien www.celestron-norge.no N.J.Opsahl AS Tlf: 35 52 25 31 Fax: 35 52 25 53 NORGE Autorisert distributør: N.J.Opsahl AS www.njopsahl.no E-post: [email protected] Forbehold om feil/prisendring astronytt 0512_A2012_nye_fonter.qxd 31.08.12 13:56 Side 6
AstroNYTT
SMÅLEGEMER Undergrunnshav på Titan
Data fra romsonden Cassini har nene av Titan avhenger av månens avslørt at Saturns største måne sammensetning. For eksempel vil Titan sannsynligvis skjuler et tidevannskreftene fra Saturn forår- lag av vann under et skall av sake en forhøyning på 1 meter fjell og is på overflaten. hvis Titan består av fjell tvers gjen- nom. Observasjonsdata fra Cassini Titans overflate er relativt glatt viste at forhøyningen på Titan er med få kratre. Planeten er omgitt omtrent 10 meter. Dette tolkes av av en ugjennomsiktig atmosfære forskerne som et tegn på at det er dominert av nitrogen og med skyer et lag av vann under den stive av metan. Radarobservasjoner har overflaten. vist at det er metansjøer på Titan. Dette er neppe den siste av Ved hjelp av ulike typer observa- Titans hemmeligheter som avdek- sjoner, blant annet en kartlegging kes. Utforskningen av Titan fortset- av tidsvariasjoner av Titans tyng- ter. defelt, er forskerne kommet frem Øyvind Grøn til en modell for Titans sammen- setning. Tidevannskrefter fra Saturn Kilde: http://www.nasa.gov/mis- deformerer Titan. Beregninger sion_pages/cassini/whycassini/cas viser hvordan disse deformasjo- sini20120628.html
6 Astronomi 5/12 astronytt 0512_A2012_nye_fonter.qxd 31.08.12 13:26 Side 7
Titans sammensetning. Ytterst er det et stivt lag som består av vannis og fjell, og med innsjøer av metan. Innenfor er det fly- tende vann og innerst en kjerne med radius 2000 km som består av silikater («stein»), dvs. kje- miske forbindelser mellom sili- sium og andre grunnstoffer. Ill.: A.D. Fortes/UCL/STFC
Astronomi 5/12 7 astronytt 0512_A2012_nye_fonter.qxd 31.08.12 13:26 Side 8
RapportAstroNYTT
Bildet viser hvordan en oppgang av planeten Kepler-36c (her representert med et fotografi av Neptun) ville tatt seg ut fra en by (representert med Seattle) på planeten Kepler-36b. Ill.: NASA, Frank Melchior, frankacaba.com, Eric Agol, Trond Erik Hillestad
EKSTRASOLARE PLANETER Planetene med minst avstand De to planetene som går i bane 36a. De to planetene har baner som «varm neptunplanet». Også den en avstand fra Jorda. Siden Kepler-36c rundt stjernene Kepler-36a kom- ofte fører dem svært nær hveran- svært nær moderplaneten og bruker er mye større enn Månen viser den mer av og til så nær hverandre dre. Den innerste planeten, Kepler- bare 16 døgn på å bevege seg seg som et spektakulært legeme på at den største dekker en 6 36b, er en steinplanet som bare har rundt den. Begge planetbanene er himmelen, med omtrent 2,5 ganger ganger større flate på himmelen 1,5 ganger så stor diameter som nær sirkulære. så stor tilsynelatende diameter som sett fra den minste, enn Månen Jorda og 4,5 ganger så stor masse. De to planetene beveger seg i fullmånen. dekker sett fra Jorda. Denne planeten bruker 14 dager på samme baneplan og befinner seg Øyvind Grøn å bevege seg rundt moderstjernen. på samme side av stjernen hver Ved hjelp av romteleskopet Kepler Den ytterste, Kepler-36c, er 3,7 97-ende dag. Da er avstanden mel- Kilde: har en gruppe astronomer funnet to ganger så stor som Jorda og har 8 lom dem ca. 1,9 millioner kilometer, http://www.cfa.harvard.edu/news/ planeter rundt stjernen kalt Kepler- ganger så stor masse. Dette er en eller mindre enn 5 ganger Månens 2012/pr201220.html
8 Astronomi 5/12 astronytt 0512_A2012_nye_fonter.qxd 31.08.12 13:26 Side 9
AstroNYTT
EKSTRASOLARE PLANETER Varm eksoplanet Jubileer mindre enn Jorda Den første eksoplaneten som er funnet ved hjelp av romtele - skopet Spitzer, viser seg å være mindre enn Jorda.
Astronomen Kevin Stevenson og hans kolleger brukte Spitzer-tele- skopet til å studere en eksoplanet stjernen kalt GJ 436b, på størrelse med én gang Neptun, i bane rundt den røde per omløp. Illustrasjon av dvergstjernen GJ 436. Da oppdaget Fra observasjons- planeten UCF-1.01. de en liten, kortvarig minsking i dataene fant astronomene Ill.: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC) 40 år siden ildkule intensiteten av infrarød stråling fra ut at UCF-1.01 har en diameter på Den 10. august var det 40 stjernen, som ikke kunne knyttes til 8400 km, omtrent 2/3 av Jordas år siden en imponerende den allerede kjente planeten. De diameter. Dette er den nest minste trolig ingen atmosfære og en over- meteor viste seg på dag- gikk da gjennom gamle observa- planeten som er oppdaget (se flatetemperatur på omtrent 600 °C. himmelen over delstaten Utah. Den trengte inn i jor- sjonsdata fra Spitzer og fant at den Astronomi nr. 3/2012, side 12). Den Kanskje er den dekket av lava. datmosfæren i en nesten lille svekkelsen gjentok seg regel- er svært nær moderstjernen, bare 7 Øyvind Grøn flat bane og kom ned til en messig. Dermed skjønte de at den ganger Månens avstand fra Jorda, Kilde: høyde av 57 km før den var forårsaket av en ukjent planet og bruker bare 1,4 jordiske døgn på http://www.spitzer.caltech.edu/ne forsvant ut i rommet igjen. Ildkulen ble filmet og foto- som beveger seg rundt stjernen GJ å bevege seg rundt moderstjernen. ws/1441-ssc2012-11-Spitzer- grafert av flere kameraer. 436 med et baneplan orientert slik Planeten befinner seg langt innefor Finds-Possible-Exoplanet-Smaller- http://en.wikipedia.org/wik at den ser ut til å passere foran stjernens beboelige sone og har than-Earth i/The_Great_Day- light_1972_Fireball
SMÅLEGEMER En femte Pluto-måne er funnet Ved hjelp av romteleskopet Hub- ble har astronomene sporet opp en femte måne i bane rundt Pluto. 35 år siden Voyager Den 4. september 1977 Den nyoppdagete månen er ure- ble romsonden Voyager 1 gelmessig i fasongen og har en skutt opp. Den passerte utstrekning som varierer med ret- Jupiter og Saturn, tok et stort antall målinger og bil- ningen mellom 10 og 25 km i dia- der – som sammenliknet meter. Den beveger seg i en med det eksisterende var omtrent sirkulær bane i en avstand meget gode – og er fort- på 93 000 km fra Pluto. Alle satt i drift. http://voyager.jpl.nasa.gov månene beveger seg i samme legeme fra Kuiperbeltet for flere Oppdagelsen av Plutos femte / baneplan. milliarder år siden. måne ble gjort på dette bildet, Astronomene er forbauset over Øyvind Grøn som ble tatt 7. juli 2012 med at et så lite legeme som Pluto kan romteleskopet Hubble 7. juli ha et månesystem med hele fem Kilde: http://www.nasa.gov/mis- 2012. måner. Kanskje ble de dannet ved sion_pages/hubble/science/new- BILDE: NASA; ESA; M. Showalter, SETI Institute en kollisjon mellom Pluto og et pluto-moon.html
Astronomi 5/12 9 astronytt 0512_A2012_nye_fonter.qxd 31.08.12 13:59 Side 10
AstroNYTT
STJERNEUTVIKLING En fortapt stjerne Mer strålende enn noen gang også å eksistere som et svakere tidligere, er glansen fra en objekt på et fotografi tatt i 2009. stjerne som fortæres av et svart Nærmere undersøkelser viste at hull blitt fotografert. det befinner seg ved sentrum av en galakse 2,7 milliarder lysår fra Objektet PS1-10jh ble oppdaget Jorda. 31. mai 2010 mens det fortsatt I sentrum av den samme galak- økte i lysstyrke, men viste seg sen finnes et supermassivt svart PS1-10jh fotografert med teleskopet Pan-STARRS1 på Hawaii. hull med nesten 3 millioner sol- Foto: S. Gezari (JHU) og R. Chornock (Harvard-Smithsonian CfA) masser. Galaksen har ingen aktiv kjerne og hadde holdt seg i ro i 2010 må skyldes at en stjerne har dårlige. Hver gang den nesten Miniroboter varsler propp En idé om å bruke ørsmå robo- lang tid. Vanligvis kommer det kommet så nær at dens ytre lag sveiper borti det svarte hullet blir ter til å undersøke trange rør på ingen unormalt sterk stråling fra med hydrogen ble trukket inn i det den mer deformert og taper en fremtidig romstasjon, er i ferd slike galaksekjerner og det var svarte hullet. Astronomene har masse. Derfor kan det komme med å manifestere seg som et gjør-det-selv-verktøy for å opp- derfor ingen som forventet noe funnet ut at stjernen må ha hatt litt flere oppblussinger fra PS1-10jh. dage blodpropp hos mennesker. utbrudd. I aktive galaksekjerner, over 1 solmasse og at den hadde Øyvind Grøn http://www.esa.int/esaCP/SEME derimot, strømmer materie vedva- blåst seg opp til en rød kjempe. BPYXP5H_index_0.html rende inn mot et supermassivt Den går trolig i en avlang bane slik Kilde: Slik unnslapp vi mørket svart hull, mens det slynges ut at dens avstand fra det svarte hul- http://www.cfa.harvard.edu/news/ Etter Kjempesmellet var Univer- intens stråling. let varierer en god del. 2012/pr201213.html set overalt fylt av en tett hydro- Lysøkningen som ble observert i Stjernens fremtidsutsikter er gentåke. Etter hvert letnet tåken, og en studie viser nå at dette skjedde flere hundre millioner år tidligere der tåken ikke var så EKSTRASOLARE PLANETER tett, slik som i omgivelsene til Sombrerogalaksen. http://www.naoj.org/Pressrele- ase/2012/06/12/index.html Til støv skal du bli Observasjoner tyder på at en Støvringen som forsvant Planeten vil Det varme støvet som tidligere planet av Merkurs størrelse trolig være omga stjernen TYC 8241 2652 fordamper og etterlater seg en fordunstet i ser ut til å ha forsvunnet for hale av støv. astronomenes instrumenter. løpet av hun- http://www.gemini.edu/node/11 dre millioner 836 Lysintensiteten fra stjernen KIC år. 12557548 viser seg å avta litt hver Ill.: NASA Steinplaneter eldre enn antatt Neptun-store planeter har vist femtende time, men ikke like mye seg å forekomme rundt et vari- hver gang. Minskingen varierer ert utvalg av stjerner, også stjer- mellom 0,2% og 1,3% av stjernens ner som er fattige på tunge gjennomsnittlige lysstyrke. grunnstoffer. Derfor mener for- skere at også steinplaneter Astronomene undersøkte flere kunne dannes ganske tidlig i modeller for å forklare observasjo- landet forskerne på en ny hypo- den må være mindre enn Merkur. Universets historie. nene, inkludert at et dobbeltplanet- tese: at den varierende stjernefor- Massen som planeten mister, http://www.cfa.harvard.edu/new s/2012/pr201219.html system, noe à la jord-måne syste- mørkelsen skyldes en planet med legger seg som en hale bak den, met, går i bane rundt stjernen med en hale av støv i stadig endring. omtrent som en kjempekomet. Den fjerneste galaksen ulike orienteringer i de forskjellige Planetoverflaten holder trolig Astronomene har kommet til at Subaru- og Keck-teleskopene har oppdaget den hittil fjerneste passasjene. Men med et planetår over 2000 grader. Dermed vil selv planeten i løpet av omtrent hundre galakse, 12,91 milliarder lysår på bare 15 jordiske timer er plane- steiner smelte og fordampe. Var- millioner år vil ha gått over til å bli fra Jorda. tens avstand fra stjernen bare men får mikroskopisk små parti- en ring av støv rundt stjernen. http://www.naoj.org/Pressrele- omtrent 1/30 av Merkurs avstand kler til å bevege seg til værs. Men Øyvind Grøn ase/2012/06/03/index.html fra Sola. Det betyr at avstanden fra for at de skal unnslippe planeten, Trond Erik Hillestad stjernen er så liten at det ikke er må den ha et svakt gravitasjons- Kilde: http://web.mit.edu/newsof- plass til et slikt system. felt. Det betyr at den må ha liten fice/2012/dusty-exoplanet- Etter en del prøving og feiling masse. Beregninger tyder på at 0517.html
10 Astronomi 5/12 astronytt 0512_A2012_nye_fonter.qxd 31.08.12 13:26 Side 11
AstroNYTT
STJERNEUTVIKLING En fortapt stjerne Jubileer
ESO fyller 50 år Den 5. oktober 1962 ble organisasjonen ESO grunn- lagt (Det europeiske sydob- servatoriet) med fem euro- peiske land som medlem. De første mindre teleskoper sto ferdige til bruk i Chile i 1966, mens ESO i dag rår over en lang rekke teleskoper. De mest berømte er 3,6-meteren på fjellet La Silla (1976), 3,5- meteren New Technology Telescope (1989, også på La Silla) og de fire 8,2-meterne som utgjør VLT (1998, 1999 Utbruddet 28. mars 2011 skyldes trolig at det svarte hullet har slukt en stjerne. På denne illustrasjonen og 2000, på fjellet Paranal). I er omtrent halvparten av stjernens masse på vei inn i det svarte hullet. dag har ESO 15 medlems- land, men Norge er ikke Ill.: NASA/Goddard Space Flight Center/CI Lab med. http://www.eso.org/public/
FYSIKK Vi minnes også Den 12. august 1962, altså for 50 år siden, fløy to Data fra svart hull kan gi ny bemannede fartøy for første gang samtidig i rommet (Vostok 3 og 4). test av relativitetsteorien Den 13. august 1642 (370 år) ble Mars' sørlige polkalott Det er oppdaget en røntgenkilde kom fra et objekt som bare brukte spekteret, blant annet røntgenstrå- observert for første gang. som gir oss informasjon om for- tre og et halvt minutt på å bevege ling. Allerede da foreslo Christi- holdene nær overflaten av et seg rundt det svarte hullet, og at I dette tilfellet var jetstrømmen aan Huygens at det han så, supermassivt svart hull. Der er det var mindre enn 9 millioner kilo- rettet mot Jorda. Den varierte i kunne bestå av vann eller is. Den 9. september 1892 (120 gravitasjonen så sterk at meter fra sentrum av hullet. intensitet fordi massefordelingen i år) ble Jupiter-månen Amal- relativitetsteorien må brukes Forklaringen er at det svarte hul- den roterende skiven var ganske thea funnet. for å gi en korrekt beskrivelse let var i ferd med å sluke en klumpete. Trolig var banen til den Den 9. september 1982 (30 av hva som skjer. stjerne. Tidevannskreftene defor- innfangete stjernen ikke helt sirku- år) ble Conestoga I skutt opp, den første privatfinansi- merte stjernen og det ble dannet lær, men litt avlang, slik at strå- erte, ubemannede rakett. Den 28. mars 2011 ble en rønt- en skive av materie som virvlet lingen økte da den var nærmest Den 3. oktober 1962 (50 år) genkilde oppdaget med det romb- rundt det svarte hullet med en det svarte hullet, hvert 3,5 minutt. styrtet Mars-meteoritten årne Swift-observatoriet. Kilden enorm fart. I denne virvelen har Dermed oppsto den periodiske Zagami i bakken 3-4 meter befant seg nær sentrum av en gravitasjonsenergi gått over til ter- variasjonen i lysintensitet. fra en bonde. Den 4. oktober 1957 (55 år) galakse 3,9 milliarder lysår fra Sol- misk energi, slik at temperaturen Relativistiske effekter er ganske ble historiens første satellitt, systemet. er blitt flere millioner grader. Der- store så nær overflaten av et svart Sputnik-1, skutt opp. Astronomene trodde først at de med gikk materien over til å bli et hull. Astronomene satser på å Den 5. oktober 1882 (130 år) hadde observert ettergløden av et plasma. Idet dette sirklet rundt det følge opp med detaljerte observa- ble Robert Goddard født, en stor inspirator for det ameri- gammaglimt. Men tidsvariasjonen svarte hullet, ble det dannet et sjoner av dette objektet. De vil kanske romprogrammet. av kilden viste seg ikke å passe kraftig magnetisk felt, som igjen blant annet å se om de relativis- Den 3. november 1857 (55 med denne antakelsen. Etter hvert førte til at elektriske ladninger ble tiske effektene som burde kunne år) ble Sputnik-2 skutt opp. oppdaget de at det dreide seg om sendt utover i en jetstrøm med observeres, viser seg å stemme Hunden Lajka ble det første dyr i rommet. en type objekt som kalles en kva- nesten lysets hastighet. De aksele- med relativitetsteoriens forutsigel- siperiodisk oscillasjon (QPO). rerte ladningene sendte ut elektro- ser. Astronomene fant ut at strålingen magnetisk stråling i store deler av Øyvind Grøn
Astronomi 5/12 11 astronytt 0512_A2012_nye_fonter.qxd 31.08.12 14:00 Side 12
AstroNYTT
Største 3D-kart EKSTRASOLARE PLANETER Sloan Digital Sky Survey har sluppet det hittil mest omfat- tende tredimensjonale kart over Dramatisk endring i atmosfæren masserike galakser og fjerne svarte hull. http://www.cfa.harvard.edu/new til eksoplanet s/2012/pr201222.html
Jordas andre måne En simulering viser at det – sta- tistisk sett – til enhver tid alltid vil gå en eller annen asteroide – større enn 1 meter – i bane rundt Jorda. http://www.imcce.fr/langues/en/ actualites/index.php?id=2094
Tungvektere lever kort Men ikke alene. Overraskende data fra VLT viser at 75 % av de aller tyngste stjernene har en stjernekompanjong i sin nærhet. http://www.eso.org/public/news/ eso1230/
Ivrig stjernedannelse Forskere undres over at stjerner dannes i så høyt tempo i galak- sehopen Phoenix. http://www.cfa.harvard.edu/new s/2012/pr201224.html
Vannet kom med meteoritter Ifølge NASAs astrobiologiske Et kraftig utbrudd fra en stjerne ble fulgt av store endringer institutt stammer hovedtyngden i atmosfæren til en kjempeplanet i tett bane rundt den. av vannet på Jorda fra meteo- ritter og asteroider. http://astrobiology.nasa.gov/nai/ Eksoplaneten HD 189733b ble oppdaget i 2005. Den befinner seg 63 newsletter/display/2012-08- lysår fra Jorda og er en såkalt jupiterkjempe. Planeten er så nær moder- 13#628 stjernen at den bare bruker 2,2 dager på å bevege seg rundt den. Supernova i 3D Den 7. september 2011 ble det ved hjelp av Swift-teleskopet obser- Subaru-teleskopet har klart å vert et kraftig utbrudd fra stjernen HD 189733A. Denne stjernen er en studere eksploderende stjerner oransje dvergstjerne med 82 % av Solas masse og 75 % av radien. i tre dimensjoner. Observasjo- Dens luminositet er 26 % av Solas, hvilket betyr at den bare sender ut nene motsier at eksplosjonen skjer bipolart og støtter et sce- 26 % så mye stråling som Sola – målt i alle bølgelengder. nario der alt foregår på en mer Under utbruddet ble intensiteten av røntgenstrålingen «klumpete» måte. 3,6 større enn den var, og planeten HV 189733b http://www.naoj.org/Pressrele- ase/2012/08/02/index.html mottok 3 millioner ganger mer røntgenstråling enn Jorda mottar under et vanlig utbrudd på Solkoronaen i økt detalj Sola. Et rakettbårent instrument har tatt mye mer detaljerte bilder av Noen timer etter dette utbruddet ble det Solas korona, enn det den avan- observert store endringer i planetens atmo- serte satellitten Solar Dynamics sfære ved hjelp av Hubble-teleskopet. Observatory er i stand til å gjøre. Observasjonene viste at en kjempemessig http://www.cfa.harvard.edu/new s/2012/pr201221_images.html sky av gass ble blåst ut fra planetatmosfæ- ren slik at den mistet over tusen tonn per Trond Erik Hillestad Illustrasjon av stjernen HD sekund! Gassen forsvant ut fra planeten med 189733A og dens planet HD en fart på over 100 km/s. 189722b. Astronomene undres på om stjernens utbrudd Ill.: ESA, NASA, G. Tinetti (University Col- er en del av en periodisk prosess, slik som 11 års lege London, UK & ESA) og M. Kornmesser syklusen for solflekkene på vår egen sol. Denne stjer- (ESA/Hubble) nen og dens planet vil bli nøye studert i årene fremover. Øyvind Grøn
12 Astronomi 5/12 astronytt 0512_A2012_nye_fonter.qxd 31.08.12 13:26 Side 13
AstroNYTT
KOSMOLOGI Relativ hastighet til galaksehoper er målt på ny måte En internasjonal gruppe av astronomer og i New Mexico til å studere temperaturvariasjo- fysikere har for første gang greid å ta nene i CMB-strålingen i retning av de 7500 direkte målinger av hvordan galaksehoper mest lyssterke galaksene i BOSS-dataene. Det beveger seg i forhold til hverandre. ble da funnet observerbare KSZ-signaler i CMB- strålingen i retning av galakser som hørte til i Målingene baserer seg på en metode som ble nabohoper. Slike hoper trekker på hverandre foreslått for førti år siden, den såkalte kinema- med gravitasjonskrefter og vil derfor bevege tiske Sunyaev-Zel’dovich-effekten (KSZ). seg mot hverandre. I 1972 forutsa de russiske fysikerne Rashid Hyppigheten og størrelsen av KSZ-signalene Sunyaev og Yakov Zel’dovich at galaksehoper stemte godt med forutsigelsene til Sunyaev og som beveger seg, vil forårsake en liten tempe- Zel’dovich og med de nyeste og største simule- raturendring i den kosmiske mikrobølgebak- ringene av hvordan den kosmiske materien har grunnsstrålingen (CMB). For galaksehoper som klumpet seg i løpet av de siste 12 milliarder beveger seg mot oss, vil det bli en liten økning årene. av CMB-temperaturen i retning av hopen, og for Det satses nå på å øke presisjonen i måling- hoper som beveger seg vekk fra oss, en liten ene blant annet med ACT-teleskopet etter at det minsking (se figur). er oppgradert. Dermed vil både mengden av De regnet ut at størrelsen av temperaturen- observasjonsdata bli større og kvaliteten av dringen er omtrent lik (1/100)(v/c)T, der v er dataene blir enda bedre. På denne måten vil hastigheten til galaksehopen, c = 300 000 km/s den nye metoden for målinger av hastighetene (lysets hastighet) og T = 2,73 K er temperatu- til galaksehoper kunne bli et verdifullt verktøy til ren til bakgrunnsstrålingen. Galaksehopenes å teste våre teorier for Universets utvikling. Illustrasjon av hvordan den kinematiske hastigheter kan være opp til 600 km/s. Dette gir Øyvind Grøn Sunyaev-Zel’dovich effekten kan utnyttes til temperaturendringer på omtrent en tjuetusen- å måle innbyrdes-hastigheten mellom to dels grad, for lite til at noen har greid å måle Kilde: galaksehoper. I retning av hopen som beve- det frem til nå. http://physicsworld.com/cws/article/news/2012 ger seg vekk fra oss, observeres litt lavere Forskerne benyttet observasjonsdata fra Ata- /jul/13/galaxy-cluster-motion-seen-for-the-first- temperatur i den kosmiske mikrobølge bak- cama Cosmology Telescope (ACT) i Chile og fra time grunnsstrålingen, og i retning av hopen som Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) beveger seg mot oss, litt høyere temperatur. Ill.: Sudeep Das, University of California-Berkeley
GALAKSER Svart hull og mørk materie-sammenheng Det er oppdaget to galakser består av svært gamle stjerner. For Til å være galakser er disse rie kan lage. Det må derfor være som har mye større masse enn de fleste av de observerte galak- galaksene svært nær Jorda, bare en stor halo av mørk materie rundt forventet. sene er massen til det supermas- 75 millioner og 85 millioner lysår hver galakse. Dette antyder en sive svarte hullet omtrent 0,2 % av unna. Ved hjelp av romteleskopet sammenheng mellom massen til Observasjon av et stort antall spiral- massen til den sentrale utbulingen. Chandra har astronomene har det supermassive svarte hullet i en galakser med et supermassivt svart Men observasjoner av galaksene greid å observere stråling fra et galakse og massen i haloen av hull i sentrum har tidligere vist oss NGC 4342 og NGC 4291 har vist at varmt plasma som omgir galak- mørk materie som omgir den. at det finnes en sammenheng mel- de supermassive svarte hullene i sene. Det viste seg at plasmasky- Øyvind Grøn lom massen til det supermassive sentrum har henholdsvis 7 % ene rundt begge galaksene var Kilde: svarte hullet i sentrum av en og 2 % av massene til galaksenes usedvanlig store. http://chandra.harvard.edu/photo/ galakse og den samlede massen i sentrale utbuling. I forhold til den For at disse skyene ikke raskt 2012/ngc4342/index.html galaksens sentrale utbuling. synlige massen i utbulingene, er skal lekke ut fra galaksenes omgi- De fleste spiralgalakser har en massene til de svarte hullene altså velser, må de holdes på plass av et slik utbuling – et sentralt og nesten 35 og 10 ganger større enn «nor- gravitasjonsfelt som er mye ster- sfærisk område som hovedsakelig malt». kere enn galaksenes synlige mate-
Astronomi 5/12 13 Astronomi_2012_5 lenka_Astronomi_2012_5.qxd 31.08.12 13:15 Side 14 Astronomi_2012_5 lenka_Astronomi_2012_5.qxd 31.08.12 13:15 Side 15 glodende stov_A2012_nye_fonter.qxd 31.08.12 13:29 Side 16
Foto: ESO/Igor Chekalin Nye bilder av tåken Messier 78, som ligger rett nord for Orions belte, viser hvor forskjellig et objekt tar seg ut avhengig av hvilken bølgelengde det blir observert i.
AV ØYVIND GRØN
ynene våre er tilpasset sollyset. Vi har området. Vi ser ikke infrarød stråling, men den Østørst følsomhet i den gule delen av far- varmer. Hvis vi fotograferer med et kamera som gespekteret, der Sola stråler med størst inten- kan registrere infrarød stråling med bølgelengde sitet. Bølgelengden, og dermed fargen, med på én millimeter, får vi bilde av iskalde objek- størst intensitet bestemmes av strålingskildens ter med temperatur på rundt 250 kuldegrader. temperatur. Overflatetemperaturen til Sola er De oransje lysende områdene i det høyre bil- omtrent 5500 °C. det er i virkeligheten kjempekalde. De er foto- Ved 2000 °C gløder et legeme rødt. Hvis tem- grafert med et kamera som er følsomt for strå- peraturen er enda lavere blir bølgelengdene til- lingen fra så kalde objekter. svarende lengre, og vi er over i det infrarøde Det ligger mye fin informasjon i dette. Vi kan
16 Astronomi 5/12 glodende stov_A2012_nye_fonter.qxd 31.08.12 13:29 Side 17
TeleskopService
TS HR Planetzoom 7,2-21,5mm, 1,25”
Detta zoomokular har optiska och mekaniska egenskaper i toppklass. Integrerat baffelsystem, kombinerat med svärtade linskanter, minimerar ULVNHQI|UUHÀH[HU Art.nr. HRZ 1 350 :-
Bildet til venstre viser Messier 78 fotogra- Starlight Xpress SXVR-H694 fert i den optiske delen av spekteret (synlig Denna nya kamera från Starlight Xpress är lys). Til høyre ser vi en kombinasjon av det XWUXVWDGPHGHQDYGHPHVWVR¿VWLNHUDGH optiske bildet og et fotografi tatt i infrarød VHQVRUHUVRP¿QQVWLOOJlQJOLJI|UDPDW|UDV- tronomer. Sensorn är en vidareutveckling av stråling. I begge bildene er det lagt på den välkända och högpresterande Sony 285, kunstige farger. VRP¿QQVL6;95+
Art.nr. SXVR-H694 (mono) 25 595:- Art.nr. SXVR-H694C (färg) 25 595:-
Altair Astro 10x60mm sökarkikare/guidetub
En större och betydligt mera kraftfull V|NDUNLNDUHJXLGHWXElQVWDQGDUG[PP Integrerat hårkors med steglöst variabel LED-belysning. 23mm vidvinkelokular. Helisk IRNXVHUDUH6WDQGDUGIlVWHI|UGHÀHVWD6&7 och refraktorer. Med en speciell adapter (till- val), förvandlar du sökarkikaren till guidetub passande kameror med 1,25” hylsa.
Art.nr. AA1060 895:- Art.nr. AAMGA 535:-
TS Expanse 1,25”/2” ED-okular, 70 graders synfält
(WWWRSSRNXODUOlPSDWI|UVnYlOYLVXHOOWVRPIRWRJUD¿VNW EUXN76([SDQVHRNXODUHQSDVVDUI|UQlVWDQDOODW\SHU av teleskop. Bildkvalitet och observationskomfort är i HQNODVVI|UVLJ)|UVHGGDPHGLQWHJUHUDG0[ gänga, vilket med hjälp av adpter (tillval) ger enkel anslutning av DSLR kamera.
Finns i brännvidderna 3, 5, 8, 13, 17 och 22mm. alternativ. Foto: ESO/APEX (MPIfR/ESO/OSO)/T. Stanke m.fl./Igor Chekalin/Digitized Sky Survey 2 3ULVH[HPSHO Art.nr. EXP13 995 :-
velge å fotografere objekter med en viss tem- peratur, ved å bruke fotografisk utstyr som er følsomt i et passende bølgelengdeområde. For eksempel forteller det høyre bildet visse Frakt tillkommer. Vid leverans till Norge räknar vi av svensk mervärd- ting vi ikke ser på det optiske bildet. De tilsy- eskatt (25%) på angivna priser, som är i SEK. nelatende hvitglødende områdene, som i vir- TeleskopService Norden AB Mobil +46 (0) 768 653 250 keligheten er konsentrasjoner av kaldt støv, viser Tel +46 (0) 301 429 72 hvor det er størst sjanse for at det vil oppstå nye [email protected] www.teleskop-service.se stjerner. Välkommen att besöka vår nya webbshop
Astronomi 5/12 17 brun dverg_A2012_nye_fonter.qxd 31.08.12 13:30 Side 18
Hvordan oppstår en brun dvergstjerne?
• FØRST TIL MØLLA • BESTILL I VÅR NETTBUTIKK Astronomene har ikke vært sikre på hva som er den korrekte fasiten. To konkurrerende teorier er testet i nye simuleringer. De tyder på at brune dverger ofte dannes fra fragmenter av en protostellar skive, som i første omgang dannet en større stjerne.
AV ØYVIND GRØN
n teori sier at brune dvergstjerner dannes på Ésamme måte som større stjerner, nemlig fra protostellare skyer som trekker seg sam- men. Forskjellen er bare at skyen som danner en brun dverg, har mindre masse den som danner et solsystem. En konkurrerende teori sier at brune dverg- stjerner kommer fra større protostellare skyer, som deler seg opp mens de trekker seg sam- 328 N 164 men, og dermed danner flere stjerner. På grunn 784 av nestenkollisjoner mellom de nydannede B stjernene, vil de letteste ha en tendens til å bli Q 219 N 110 kastet ut fra ansamlingen. Q 210 N 105 De nye simuleringene tar et litt annet P 930 N 465 utgangspunkt. Her antas at en protostellar sky P har brukt en stor del av massen sin til å danne en stjerne litt mindre enn Sola. Astronomene 580 N 290 valgte som begynnelsesbetingelse at den sen- D 219 N 110 trale stjernen og den roterende protostellare C skiven til sammen hadde 0,6 solmasser. Simu- leringene viser skivens videre utvikling, herun- der hvordan skiven påvirkes av sine egne gra- vitasjonskrefter. Etter omtrent 250 000 år begynner skiven å dele seg opp og lage fragmenter. Disse har større utstrekning enn de ferdige stjernene. Derfor har de større sjanse for å kollidere i dette stadiet enn etter at de har trukket seg sammen til stjerner. I simuleringen tar selve oppde- lingsprosessen som ender med at et fragment Brune dverger dannes fra de smulene som blir igjen. Figurene adskilles fra skiven, omtrent 50 000 år. Gravi- viser en mulig utvikling, regnet fra 50 000 år etter at en stjerne er tasjon gjør at dette fragmentet trekker seg dannet midt i den protostellare skiven. Pilen peker mot et mindre videre sammen til en brun dvergstjerne. fragment som er i ferd med å bli kastet ut fra skiven. 1 AE = astro- Simuleringene viser at denne prosessen pas- nomisk enhet = Jordas avstand fra Sola. ser godt med observasjoner, der dvergstjerner Ill.: Shantanu Basu (Univ. Western Ontario), Eduard I. Vorobyov (University of Vienna + Southern ofte opptrer nær unge stjerner med omtrent Federal University) samme masse som Sola.
18 Astronomi 5/12 brun dverg_A2012_nye_fonter.qxd 31.08.12 13:30 Side 19
Amerikanske TeleVue-priser! Vi har satt ned alle Tele Vue-prisene til amerikansk nivå – og smeller til med noen tilbud som ligger langt under butikkene “over there” BEGRENSET ANTALL • FØRST TIL MØLLA • BESTILL I VÅR NETTBUTIKK
GXC-3063 Tele Vue-76 Complete – Green Før kr 16242 Nå 11201 Modellen vil være i produksjon ut 2012. Kun 1 stk! Fra 2013 vil kun modell med nytt fokushjul være å få. GXC-3370 Tele Vue-85 Complete – Green Før kr 20125 Nå 13400 30% Modellen vil være i produksjon ut 2012. Kun 1 stk! avslag Fra 2013 vil kun modell med nytt fokushjul være å få.
ERD-18.0 18.0 Radian Eyepiece Før kr 1710 Nå 1368 ERD-12.0 12.0 Radian Eyepiece Før kr 1710 Nå 1368 ERD-10.0 10.0 Radian Eyepiece Før kr 1710 Nå 1368 ERD-08.0 8.0 Radian Eyepiece Før kr 1710 Nå 1368 EPO-INT Panoptic-Barlow Interface Før kr 328 Nå 164 BWC-2200 2x BIG Barlow 2" Før kr 1567 Nå 784 QPF-1001 Qwik-Point Astro-T Finder Før kr 219 Nå 110 QPB-1007 Qwik-Point Birder-U Finder Før kr 210 Nå 105 20-50% POR-0013 180° Porro Prism Før kr 930 Nå 465 avslag PCV-2000 Paracorr Visual Før kr 2789 Nå 1395 PLA-2001 Paracorr Photo Lens Assembly for T-ring Før kr 2078 Nå 1039 PTT-2002 Tunable Top for discontinued PLA-2001 Før kr 580 Nå 290 DEC-0049 49 mm Adapter Ring Før kr 219 Nå 110 CSZ-0824 8-24mm CS Zoom Eyepiece Før kr 1681 Nå 1345
BVP-2004 Bino Vue w/2x Bino Vue Amplifier. Før kr 9789 Nå 5873 40% Meget pent brukt, optiske flater som fabrikknye avslag
www.kikkertspesialisten.no
KikkertSpesialisten AS • Tel 72884800 • Webshop • Butikk i Trondheim klimasyklus artikkel_A2012_nye_fonter.qxd 31.08.12 13:32 Side 20 Jordrotasjonen, Sola,
Hva i all verden har nordlyset å gjøre med sildefang- Astronomi nr 2/2012 skrev Trond Erik Hil- stene i Skagerak? Jo, det har lenge vært kjent at begge Ilestad i artikkelen Besværlig rotasjon – Ingen får dreisen på klodens dreining – om hvordan varierer periodisk. Det som er virkelig spennende, er at ujevnheter i Jordas rotasjon kan spores tilbake de synes å svinge i samme takt. Det samme gjelder – til effekter av tidevann og atmosfære. Han skri- med andre perioder – for havnivået og solflekkene, og ver at effekter som skyldes Jordas atmosfære for kalde norske somre og Jordas rotasjonshastighet. er opptil 8 ganger større enn ikke-atmosfæriske effekter. Vind skaper en årstidsvariasjon i døgn- lengden, slik at døgnet er lengst på vinteren og kortest om sommeren. AV JAN-ERIK SOLHEIM OG OLE HUMLUM Sola og årstidseffekter Noe av denne årstidseffekten kan spores tilbake til Sola. Det er vist i en vitenskapelig artikkel av Jean-Louis Le Mouël og medarbeidere ved Institute de Physique du Globe de Paris. De har beregnet endringen i daglengden (LOD = Length of day) i løpet av en måned – for hver dag i perioden 1962-2009. De har funnet ut at det er størst forskjell mellom disse endringene etter et halvt år. Figur 1 er gjengitt fra deres artikkel hvor de sammenligner halvårsfor- skjellene med solflekktallet. Halvårsendringene har en naturlig forklaring i forskjell i vindmønster sommer og vinter, høst og vår, og virker forskjellig på Den nordlige og sørlige halvkule. De største årstidseffektene skyldes monsuner i Det indiske hav og vind mot Andesfjellene. Den største halvårsendringen i daglengden kommer ca. et år etter solflekk- maksimum. Solflekkurven er derfor i figur 1 (a og b) forskjøvet et år. Med et års forskyv- ning av kurven for solflekktallet er det en kor- relasjon på omkring 0,7 mellom forløpet av de to kurvene. Dette vil si at omkring 50% av denne daglengdevariasjonen kan forklares med variasjon i solaktiviteten.
Mer vind ved solflekkmaksimum? Men hvordan kan solaktiviteten, angitt ved solf- lekktallet, virke inn på vindmønsteret? En mulig forklaring ser vi ut fra figur 1c) som viser halv- årsendring av jordrotasjonen og antall kosmiske partikler registrert ved en nøytrondektektor i Moskva. Når det er mange kosmiske partikler er halvårsforskjellene i jordrotasjonen størst. En hypotese som diskuteres livlig er at magnetfel- tet rundt Jorda endrer seg med solaktiviteten, og at dette fører til variasjon i mengden lave skyer som reflekterer sollys. Når det er mye aktivitet bringer solvinden med seg magnetfelt som styrker Jordas magnetfelt, noe som gjør at
20 Astronomi 5/12 klimasyklus artikkel_A2012_nye_fonter.qxd 31.08.12 13:32 Side 21 klima og nordlys
færre kosmiske partikler (også kalt kosmisk stråling) slipper igjennom. Måling av kosmiske partikler forteller derfor både om Solas aktivi- tet og hvilken beskyttelse Jorda har mot par- tikkelstrømmen fra verdensrommet. Det er fore- slått at det er en sammenheng mellom kosmisk stråling og dannelse av lave skyer som reflek- ter sollys. Sterkere solvind gir sterkere mag- netfelt rundt Jorda og mer beskyttelse mot kos- misk stråling. Det kan føre til færre skyer og mer oppvarming av Jorda. Større temperatur- forskjeller gir sterkere vinder. Jan-Erik Solheim (venstre) og Ole Humlum I tillegg til variasjoner i direkte innstråling presenterer uventede sammenhenger mellom og gjennom kosmisk stråling, kan solvinden astronomi, meteorologi og biologi. Solheim er påvirke elektriske strømmer i ionosfæren, noe professor emeritus ved Institutt for Fysisikk og som igjen kan føre til variasjoner i skydannel- Teknologi ved Universitetet i Tromsø, mens sen. Videre varierer UV-strålingen fra Sola med Humlum er professor ved Institutt for geofag, opp til 100% i løpet av en solflekkperiode. Universitetet i Oslo Dette kan ha virkninger på forhold i stratosfæ- ren som igjen påvirker klimaet, muligens gjen- nom jetstrømmen, noe som er spesielt merk- basert på tellinger av solflekker. Dette har vi bart på våre breddegrader. gjort ved en wavelet-analyse som er gjengitt Artikkelen Solen i endring av Øyvind Grøn i som figur 3. Denne type analyse viser hvordan Astronomi nr. 5/2011 beskriver store endringer periodiske signal varier med tiden. Vi ser av i solaktiviteten som vi nå observerer. figuren at en periode på omkring 22 år har vært tilstede i hele det analyserte tidsrommet. Dette Sol og havnivå svarer til Solas magnetiske periode (Hale-peri- Vi har undersøkt en annen effekt som også vir- oden). Før 1950 ser vi to perioder på hen- ker inn på jordrotasjonen, nemlig havnivå. Når holdsvis 8,7 og 14,1 som smelter sammen til havet stiger blir endringene størst ved ekvator, en periode på ca. 12 år omkring 1950. Dette noe som får Jorda til å rotere langsommere. I svarer til solflekkperioden som varierer mel- figur 2 viser vi en sammenheng mellom solf- lom 8 og 15 år (Schwabe-perioden). lekktallet og havnivåendring. Endring i havnivå forklares ved utvidelse, Jordrotasjon og klima – en 60 års fordi havet blir varmere og at innlandsis smel- periode hos begge ter. Det stiger også fordi elver bringer med seg Ser vi på endring i jordrotasjonen tilbake til sand og grus og «fyller opp» havene. Vi ser av 1850 finner vi at det er to markerte topper figur 2 at havet stiger stort sett i takt med solak- omkring 1910 og 1970 som vist i figur 4 – tiviteten, men at det enkelte ganger er forsin- nederst. Omtrent samtidig, eller litt senere har kelser som i årene 1982-95, noe som kan være den globale middeltemperaturen hatt en rask ettervirkninger av vulkanene El Chichón i stigning som vist i samme figur øverst. Når Mexico i 1982 og Mt. Pinatubo i 1991, som Jorda roterer langsommere (lengre daglengde) førte til ekstra skyer og avkjøling noen år. har vi hatt avkjølingsperioder som i periodene Sammenligner vi figur 1 og 2 ser vi at Jorda 1880-1910 og 1940-70. Det har fått noen for- roterer langsommere (lengre daglengde) sam- skere til å lete etter en mulig sammenheng mel- tidig med at havstigningen er størst. Det kan lom jordrotasjonen og Jordas klimavariasjoner. forklares ved at Jordas dreiemoment øker på I et arbeide fra 1976 viser Lambeck og Caze- grunn av at havet utvider seg ved oppvarming. nave at det i perioder med akselererende jord- Vi har undersøkt om det er periodiske varia- rotasjon (minkende LOD) observeres økende sjoner i havnivåendringene og funnet ut at de vinder langs meridianene (dvs. øst- eller vest- tydeligste variasjonene har perioder på 22 og avinder), mens det i perioder der jordrotasjon 11 år, som er kjente perioder for solaktiviteten minker (økende LOD) er svakere meridianvin-
Astronomi 5/12 21 klimasyklus artikkel_A2012_nye_fonter.qxd 31.08.12 13:32 Side 22
endres med en tilnærmet 60-årsperiode. En del av albedoendringen kan skyldes lave skyer som reflekterer sollys. Satellittmålinger av skydekke viser at arealet av lave skyer er redusert fra ca. 29% i 1984 til ca. 25% i 2007. Det betyr at Jorda, og spesielt havet, mottar mer varme. Dette fører til økning av breddegradsvindene og til mer transport av vann mot polene. Dette fører til at Jorda blir mindre flattrykt, og der- for roterer fortere, dvs. daglengden minker, slik vi ser den har gjort siden 1970. Med var- mere vann i Arktis blir det mer is- og snøs- melting, noe som igjen reduserer albedo. I Antarktis er effekten av færre skyer motsatt. Der er snøen renere enn i Arktis, og refleksjon fra snø er større enn refleksjon fra skyer. Der fører færre lave skyer til økt albedo som gir avkjøling og økende isareal, noe som obser- veres. En endring i albedo på 1%, dvs fra 0,300 til 0,297 gir en global temperaturøkning på 0,3 °C. Det skal derfor ikke mer enn 2% endring i lavt skydekke for å forklare temperaturø- kingen fra 1979 til 2000 på 0,6 °C som vist i figur 4. Figur 1. a) Halv- der og sterkere lengdegradsvinder (dvs. vinder årsendringer i N-S eller S-N). De viser at det er mange klima- 60-årsperioden i fisk og trær jordrotasjonen (blå variasjoner som veksler omkring hvert 30. år, Klima er viktig for produksjon av mat. Det har kurve) sammenlig- som for eksempel trykkforskjeller over Atlan- lenge vært kjent at det globale klimaet varier med net med solflekk- terhavet, vindretninger over Eurasia, lufttempe- en periode 65-70 år (se temperaturtoppene øverst tallet (rød kurve). ratur over Grønland, nedbør i Santiago, Chile og i figur 4). Perioder på 50-70 år er funnet i mange Solflekktallet øker snøfall over Antarktis etc. For mange av kli- biologiske populasjoner. Særlig har dette vært nedover og er for- maindikatorene skjer endringen 5-15 år senere tydelig i forekomster av fisk. Et nærliggende skjøvet ett år for å enn når LOD-endringene snur. eksempel er historien til sildefisket i Skagerak få best tilpasning. Lambeck og Cazenave skrev i 1976 at «det ser som er kjent de siste tusen år. Det har skiftet mel- b) Samme, men ut som om LOD-endringene snudde omkring lom gode og dårlige perioder langs Båhuslen- med en trend fjer- 1972, og hvis dette fortsette vil den globale tem- kysten i Sverige omkring hvert 55. år. En full net i den blå kur- peraturen minke i 5-10 år til, og deretter stige». periode er 110-120 år og den ser ut til å falle sam- ven. c) Halvårsen- Av figur 4 ser vi at den varslete temperaturstig- men med tilsvarende perioder i solaktivitet og dringer i ning kom fra 1979 og har vart til omkring år nordlys. Andre periodiske sammenhenger er vist jordrotasjonen (blå 2000. Deretter har den globale temperaturen holdt i tabell nedenfor. kurve) og telling av seg omtrent konstant, mens LOD-endringene En forsker som har arbeidet med periodiske kosmiske partikler muligens er i ferd med å snu. De neste årene vil variasjoner av fiskebestander er professor Leo- målt ved en nøy- vise om minima i LOD-endringer som ble obser- nid Klyashtorin ved det Federale Russsiske insti- trondetektor i Mos- vert i 1870 og 1930 vil gjenta seg etter år 2000. tutt for Fiske og Oseanografi i Moskva. På opp- kva (rød kurve). Lambeck og Casenave viste også at det er ikke drag fra FAO (FNs organisasjon for landbruk og For alle kurvene er nok energi i Jordas vindfelt til å endre jordrota- matvareproduksjon), lagde han en rapport om det gjort en gli- sjonen. Vindenergien er kun en tidel av det som muligheten for å forutsi variasjoner i fiskebe- dende midling over trengs. Dessuten kommer klimaendringene 5-15 stander i de nærmeste tiårene. Rapporten ble lagt 4 år. (Fra artikkel år etter endringer i LOD. Så enten må jordrota- fram i 2001 som FAO Fisheries Technical Paper av Le Mouël m.fl. sjonen påvirke klimaet, eller så må det være en 410: Climate change and long-term fluctuations 2011 – gjengitt felles ytre årsak til både klimaendringer og jord- of commercial catches. The possibility of fore- med forfatternes rotasjonsendringer. Men det kan ikke være til- casting. Her konkluderer han med at hvis vi tar tillatelse). feldig at så mange klimaparametre ender seg i bort trender i global temperaturvariasjon og i takt med jordrotasjonen. LOD, svinger temperatur og LOD ganske godt i En mulig mekanisme er at Jordas albedo takt, bortsett fra at endringer i global temperatur (evnen til å reflektere lys av alle bølgelengder) skjer ca. 6 år etter endringene i LOD. Han fore-
22 Astronomi 5/12 klimasyklus artikkel_A2012_nye_fonter.qxd 31.08.12 13:32 Side 23
slår derfor at LOD-endringer kan brukes til vars- ling av fremtidige klimaendringer. Hans prog- nose ble da følgende: Siden topper i LOD-vari- asjonene fant sted tidlig i 1870-årene og midt i 1930-årene, er det sannsynlig at neste topp vil skje omkring år 2000 og at den globale tempe- raturen gradvis vil minke etter år 2005. Vindret- ningene på våre breddegrader vil bli dominert av nord- og sønnavinder fra omkring 2010, iste- denfor vest- og østavinder som dominerer i peri- oden 1985-2010. Ifølge denne prognosen har vi nettopp startet på en periode med kalde vintre og fuktige, kalde globale temperaturen har minima. Han finner Figur 2. Solflekk- somre. Denne klimatypen vil vare fram til ca. også tilsvarende perioder i Arktisk temperatur tallet (rødt) og 2040. (60-85 °N), flomnivået i elva Neva som renner endring i havnivå ut ved St. Petersburg, nedbør fra et år til det Temperaturserie Lengde av serien Dominerende over staten Oregon i USA og neste (blått). Når i år periode (år) variasjoner i isdekke i det er mange solf- Iskjerner, Grønland 1420 54 Barentshavet og Okhotsk- lekker har vi størst California bristelcone furu 1500 60 sjøen nord for Sibir. For endring i havnivå California bristelcone furu 8000 55,4 Barentshavet finner han at fra et år til det Sardiner i sedimenter 1730 57 og 76 isdekket varier i takt med glo- neste. Når det er få Ansjos i sedimenter utenfor Peru 1730 57 bal temperatur, men med solflekker ser det ut Global temperatur 160 66 minimum is ca. 8 år etter som om havnivå Lufttrykk: Øst-vest 110 50-60 maksimum global temperatur. synker fra et år til Forsinkelsen forklares med at et annet. Havnivå- Periodiske variasjoner i lange tidsserier. Noen det tar tid å transportere varmt vann fra ekva- endringene er fra av disse periodene varierer litt over tid. (De fleste torområdet der oppvarmingen skjer, til de ark- en artikkel av S.J. av periodene er fra Klyashtorin og Lyubushin tiske havområder. Holgate (2007). 2007) Kobling mellom klimaperioder og Klyashtorin viser også at det er en periode på nordlys? nær 60 år i vannivået i Baikalsjøen. Denne har For å forklare variasjonene i sildefisket i Kat- ikke avløp, og det er mest vann i sjøen når den tegat, ble det allerede i 1880-årene spekulert
Figur 3. En såkalt wavelet-analyse av havnivåendring- ene. Her er tiden angitt som årstall på venstre side. Sterke periodiske variasjoner er angitt med farge etter skalaen til høyre. Periodiske variasjoner vises som fjellrygger i diagrammet. Vi ser at en periode på 21 år er sterk gjennom hele perioden, mens en periode på 12 år har dominert siden 1950.
Astronomi 5/12 23 klimasyklus artikkel_A2012_nye_fonter.qxd 31.08.12 13:32 Side 24
Figur 4. Øverst: Årsverdier av globale middeltempera- Figur 5. Klimaepoker for den Atlantiske-Eurasiatiske region. tur (avvik fra normalen 1960-90) glattet over en 11-års- Hver epoke har en lengde 25-30 år og skifter ca. 6 år etter mak- periode. Nederst: Endring av daglengden, glattet på simum eller minimum i endring av daglengden (LOD). Figuren samme måte. er basert på data fram til år 2000 og viser en prognose for endring omkring år 2010. Kalde og varme perioder veksler med henholdsvis vind øst-vest (BR) eller nord-sør (LE). (Gjengitt etter Klyashtorin og Lyubushin, 2007.)
på en mulig sammenheng med variasjoner i 60 år lengde. 60-årsperioden er den sterkeste, og nordlys eller Sola. han finner de samme periodene i globale og regi- Det finnes opptegnelser av nordlys på mid- onale temperaturserier. I figur 6 er en 60-årspe- lere breddegrader, dvs. sør for 55 grader nord- riode vist som en rød kurve både for global tem- lig bredde, helt tilbake til år 1000. En periodisk peratur (midten) og antall nordlys (nederst). variasjon på omkring 60 år i nordlystellingene Antall nordlys øker nedover i figuren, og vi ser er funnet av flere forskere. Det er også funnet at det er nordlysmaksima omkring 1725, 1780, lengre perioder. For eksempel fant Christoffer 1850 og 1910. Hansteen i 1831 en periode på ca. 95 år, som Samvariasjonen mellom 60-årsperioden i glo- svarer til Gleissberg-perioden for solaktivitet bal temperatur og antall nordlys peker på Sola på omkring 90 år. som en mulig felles årsak. Nordlyset skyldes Imidlertid stopper de historiske nordlysopp- elektriske ladete partikler fra Sola (solplasma) tegnelsene for lavere breddegrader i år 1900. som blir fanget opp av Jordas magnetosfære. For å demonstrere likheten mellom nordlysva- Hvor sterkt nordlyset blir, og hvor langt sørover riasjonene og 60-årsperioden i global tempera- det kommer, avhenger av Jordas magnetiske tur har Nicola Scafetta (2011) supplert nordly- skall, som både beskytter mot solstormer og sty- stellingene sør for 55 breddegrad med tellinger rer solpartiklene på deres vei inn i atmosfæren. utført på Færøyene i tidsrommet 1872-1966. Ved sterke solstormer kan nordlyset bre seg langt Færøyene ligger på 62 grader nord. I figur 6 sørover mot ekvator. Figur 6 viser at det er langt (nederste kurve) er nordlystellingene for begge flere nordlys på midlere breddegrader ved tem- serier vist. Vi ser at de begge viser minimum peraturminima i 60-årsperioden. Dersom tem- nordlys mellom 1875 og 1900. Scafetta spør i peraturminima hører sammen med høyere sin artikkel om hvorfor det ikke finnes nord - albedo kan det også være en sammenheng mel- lystellinger etter 1966. Norsk Astronomisk lom Sola, skydannelse og klimavariasjoner med Selskap hadde en periode en nordlysgruppe en 60-årsperiode. som registrerte nordlys. Men vi har ikke greid å finne ut om disse er systematisert og publisert. Global temperatur, Sola og planetene Her kan muligens lesere av Astronomi bidra. Diskusjonen går for tiden heftig om hvor mye Scafetta har analysert den sammensatte nord- den globale temperaturen vil stige på grunn av lyskurven for perioden 1700-1966 og finner sig- våre CO2-utslipp. I et tidligere nr. av Astronomi nifikante perioder med 9, 10-11, 20-21, 30 og (nr. 2/2010) beskrev Jan-Erik Solheim en enkel
24 Astronomi 5/12 klimasyklus artikkel_A2012_nye_fonter.qxd 31.08.12 13:32 Side 25
modell, med konstant temperaturstigning på ca. 0,5 grader per hundreår de siste 150 år, i tillegg til periodiske variasjoner, hvor 60-årsperioden dominerer. Vi (artikkelforfatterne) er nå over- bevist om at mesteparten av temperaturstig- ningen siden 1850 skyldes en langperiodisk vari- asjon med periode ca. 1000 år som kan ha sitt opphav i Sola. Denne lange perioden ga oss en varmeperiode omkring år 1000 da det var mer enn 600 gårder på Grønland, hvor det blant annet ble dyrket korn til ølbrygging. Videre var det en varm periode omkring år 0, med vindyrking nord til Hadrians mur mellom Skotland og England, og en varm periode for 3000 år siden – da vi hadde bronsealder med rik bergkunst. I figur 7 viser vi månedsverdier for global tem- peratur beregnet ved Hadley-senteret i England, men fratrukket en stigning på 0,45 grader per 100 år. Vi ser da de periodiske variasjonene tyde- ligere. I figuren er det også lagt inn en kurve som er basert på de tre sterkeste periodiske svingning- ene med perioder: 66, 21 og 9,2 år. 21-årsperio- den kan skyldes Sola, mens 9,2-årsperioden kan skyldes både sol og måne. 66-årsperioden er 3 ganger så lang som Solas magnetiske periode på 22 år (Hale-perioden). Den følger, som skre- vet ovenfor, endringen i daglengde (LOD) med 6 års forsinkelse. Figur 6. Øverste panel viser Jordas globale overflatetemperatur fra 60-årsperioden i LOD-endringene er av enkelte 1850 til 2005 (etter Brohan m.fl., 2006). Temperaturen har steget i geofysikere kalt Det største mysterium i geofy- mye av denne perioden. I midtre panel er denne oppadgående tren- sikken. Det er foreslått at det kan skyldes perio- den fjernet og vi sitter igjen med den svarte grafen. Nå ser vi tydeligere diske forflytninger av masse i Jordas indre, eller at det finnes en periodisk variasjon i dataene. En 60-års periodisk påvirkning utenfra for eksempel fra Sola eller variasjon er tegnet inn (rød kurve). Nederste panel viser antall regis- planeter. trerte nordlys sør for 55 °N i perioden 1700-1900 og på Færøyene fra Når det gjelder klimaperioden på omkring 60 1872 til 1966. Her er antall nordlys økende nedover, og den samme år har den vært kjent gjennom flere tusen år – 60-års kurven er tegnet i rødt. (Gjengitt etter Scafetta, 2011.) for eksempel gjennom eldre kinesiske kalendere som startet på nytt med hver keiser, men hadde en varighet på 60 år. Denne syklus ble formali- sert under Han- dynastiet (202-220 f.Kr.). Det var astrologenes oppgave å forutsi vær og klima i keiserriket. Til å hjelpe seg hadde de oppteg- nelser fra tidligere perioder. Som tegn på start og slutt på en periode brukte de en bestemt sam- stilling (konjunksjon) av planetene Jupiter og Saturn. En samstilling skjer hvert 20. år og den tredje av disse beskriver 60-årsperioden (den kal- les også Gruppe I-samstilling). I figur 7 har vi tegnet inn de tre siste og den neste Gruppe I- samstillingene til disse planetene. Figur 7. Månedsverdier av globale temperaturvariasjoner fra januar I dag er det ikke nok å forutsi klimaet ved hjelp 1850 til og med mai 2012 – etter å ha tatt bort en trend på 0,45 °C per av et tegn på himmelen eller ved målinger av 100 år – svart kurve. Mye tyder på at vi passerte en topp omkring 2005. LOD. Vi må lete etter en mulig fysisk sammen- Pilene viser samstillinger av Gruppe I mellom Jupiter og Saturn. Vi ser heng. Dette blir tema for en senere artikkel i at ekstreme verdier er målt svært nær samstillingstidspunktene. Den Astronomi. røde kurven er en modell for temperaturvariasjonene basert på perioder på 66, 21 og 9 år.
Astronomi 5/12 25 higgs_A2012_nye_fonter.qxd 31.08.12 13:33 Side 26
Hvorfor er Higgspartikk så viktig?
Den 4. juli 2012 annonserte to store grupper av eksperi- mentalfysikere ved CERNs partikkelakselerator LHC at det nå er stor sannsynlighet for at Higgspartikkelen er oppdaget – 48 år etter at dens eksistens ble forutsagt av Peter Higgs og andre. Vi skal her se på betydningen av denne oppdagelsen.
AV ØYVIND GRØN
ysikerne har utviklet teorier som beskriver Fegenskapene til elementærpartiklene og hvordan de virker på hverandre med krefter. Disse teoriene kalles «standardmodellen for elementærpartiklene».
Krefter formidles av partikler Ifølge standardmodellen eksisterer 4 funda- mentale krefter: gravitasjon som virker mellom partikler med masse, elektromagnetisme som virker mellom partikler med elektrisk ladning, fargekraften som virker mellom partikler med fargeladning (kvarker) og den svake kjerne- kraften som forårsaker radioaktiv utstråling av elektroner fra atomkjernene. Protoner og nøy- troner består av kvarker, og fargekraften mellom usikkerhetsrelasjon. Den sier at hvis vi ganger kvarkene forårsaker den sterke kjernekraften energien med levetiden til en virtuell partikkel, som holder protonene og nøytronene sammen vil svaret ha samme verdi for alle partikler. Det i atomkjernene. betyr at levetiden til en virtuell partikkel er Ifølge kvantemekanikken formidles kreftene omvendt proporsjonal med dens energi: hvis av partikler som kalles virtuelle bosoner: gra- energien er stor blir levetiden kort, og motsatt. vitasjon av gravitoner, elektrisk kraft av fotoner, Selv virtuelle partikler kan ikke bevege seg fargekraften av gluoner og den svake kjerne- fortere enn lys. Den maksimale strekningen en Tips: For forklaring kraften av de såkalte W- og Z-bosonene. At par- slik partikkel kan bevege seg, er derfor lik lys- av ord og uttrykk tiklene er virtuelle betyr at de har så kort leve- hastigheten i tomt rom, c, ganger levetiden. fra fysikkens verden, se enkel tid at de ikke kan observeres. Denne strekningen kalles rekkevidden til kraf- ordforklaring til slutt Levetiden til partiklene bestemmes av en ten som den virtuelle partikkelen formidler. i artikkelen. kvantemekanisk likning som kalles Heisenbergs Ifølge relativitetsteorien har en partikkel med
26 Astronomi 5/12 higgs_A2012_nye_fonter.qxd 31.08.12 13:33 Side 27
Partikkelakseleratoren ved CERN er gravet ned i bakken like ved flyplassen i Geneve i Sveits. Hvorfor er Fire målestasjoner er avmerket. Foto: AC Team, (c) 2001 CERN
masse m en energi E=mc2. Det følger at rekke- vidden til en kraft formidlet av virtuelle boso- ner med masse m er omvent proporsjonal med Higgspartikkelen bosonenes masse. Altså: høy masse gir kort rekkevidde, liten masse gir lang rekkevidde. Dersom en kraft formidles av partikler uten såkalt hvilemasse, vil kraften ha uendelig lang så viktig? rekkevidde. Dette er tilfelle både for gravita- sjon og elektrisk kraft. Fargekraften og den svake kjernekraften har kort rekkevidde. Det betyr at gluonene og W- og Z-bosonene har masse. Men i standardmodellen for elementærparti- klene opptrer disse partiklene som masseløse. Denne konflikten mellom teorien og de obser- verte egenskapene til den svake kjernekraften var et stort problem tidlig i 1960-årene. I 1964 foreslo flere fysikere den samme løsningen på dette problemet. Den mest komplette formule- ringen av løsningen, inkludert forutsigelsen av en ny partikkel, ble presentert av fysikeren Peter Higgs i Edinburgh (figur 1). Forslaget til hvor- dan partiklene får masse er derfor blitt kalt Higgsmekanismen.
Higgsmekanismen Denne mekanismen kan forklares ved å se på en situasjon der lys beveger seg inn i glass. Alle partikler kan klassifiseres i to typer: Partikler med eller uten hvilemasse (se ordliste). Partikler uten hvilemasse, for eksempel fotoner, beve- ger seg med «lyshastigheten i tomt rom», c ≈ 300 000 kilometer pr. sekund, mens partikler med hvilemasse beveger seg langsommere. Når lys beveger seg inn i glass reduseres has- tigheten til omtrent 67 % av c. På grunn av vek- selvirkningen med glassmolekylene beveger fotoner seg i glass som om de har hvilemasse. Higgsmekanismen minner om dette. Det Figur 1. Den britiske fysikeren postuleres at Universet er fylt av et såkalt Peter Higgs (født 1929) fikk i 1964 Higgsfelt, en form for vakuumenergi, som W- publisert en artikkel i det ameri- og Z-bosonene vekselvirker med på liknende kanske tidsskriftet Physical Review måte som fotonene vekselvirker med glassmo- Letters. Den beskrev et nytt felt lekylene. I det kvantemekaniske bildet kan som fyller Universet og gir parti- Higgsfeltet oppfattes som en sverm av svært kler masse. I nest siste setning nev- kortlivede Higgspartikler som hele tiden dannes ner han at teorien medfører at det og forsvinner igjen. må finnes en egen partikkel knyt- Når for eksempel et W-boson, som i utgangs- tet til dette feltet. Partikkelen er i punktet er uten hvilemasse, beveger seg gjen- ettertid kalt Higgspartikkelen. nom svermen av Higgspartikler, trekker det til Foto: CERN seg Higgspartikler som følger det omtrent som
Astronomi 5/12 27 higgs_A2012_nye_fonter.qxd 31.08.12 13:33 Side 28
Oppdagelsen av Higgspartikkelen Den 4. juli 2012 annonserte to forsknings- grupper, som har utført forskjellige eksperi- menter med to partikkeldetektorer ved CERNs store partikkelakselerator Large Hadron Colli- der, LHC, at det var stor sannsynlighet for at de nå hadde bevist at Higgspartikkelen eksis- terer. Det var ikke snakk om at Higgspartikkelen Figur 2. Illustrasjon av Higgsmekanismen. En partikkel, for eksempel er observert. Den lar seg ikke observere direkte et W-boson (med krone), som ville vært uten hvilemasse og beveget seg fordi den er så kortlivet. Når fysikerne snakker med hastigheten c dersom ikke Higgspartiklene hadde vært tilstede, om at Higgspartikkelen er funnet, mener de at beveger seg i et Higgsfelt med en rekke Higgspartikler (grå). Higgsme- de har observert såkalte sekundærpartikler pro- kanismen innebærer at noen av dem knytter seg til W-bosonet. Dette dusert ved at Higgspartikler, som oppstår i kol- gjør at W-bosonet med den tilhørende svermen av Higgspartikler, beve- lisjoner mellom to protoner i LHC, omdannes ger seg langsommere enn med hastigheten c. Dermed har W-bosonet til andre partikler. Disse sekundærpartiklene effektivt fått en hvilemasse. opptrer i par og det er mange forskjellige par som er teoretisk mulige, for eksempel to foto- ner, to kvarker eller andre partikkelpar. Det er en intrikat og vanskelig jobb å identi- fisere Higgspartikkelen som kilde til de obser- verte partiklene. Ved en av detektorene, kalt CMS-detektoren, studerte fysikerner 5 typer partikkelpar som kom ut fra kraftige kollisjoner mellom protoner i LHC: par av fotoner, av W- og Z-bosoner, av kvarker og av en tung variant av elektronliknende partikler kalt τ-partikler. I eksperimentet ser man ikke på én enkelt kol- lisjon for å lete etter restprodukter etter Higg- spartikkelen. I stedet behandles data fra et stort antall kollisjoner statistisk. Først regnet for- skerne ut hvor mange slike partikkelpar med ulike retninger og energier de ville forvente å Når to protoner akselerert i LHC, bringes til å kollidere med en hastig- observere, ut fra alle kjente prosesser der het svært nær lyshastigheten, kan det dannes en Higgspartikkel. Denne Higgs partikkelen ikke var med. Dersom det ble er ekstremt kortlivet og henfaller raskt til andre partikler. Det er opp- observert avvik fra den forventede fordelingen førselen til disse restproduktene som studeres av fysikerne. Ved å utføre av retninger og energier, ble dette tolket som et stort antall observasjoner kan de fastslå om sporene i detektoren skyl- tegn på at avvikene kunne være forårsaket av des partikler som er dannet ved henfall av en Higgspartikkel. Higgspartikkelen. Ill.: CERN, EPA I flere tiår har forskere lett etter slike avvik uten å finne noe som hevet seg over det de måtte forvente av tilfeldige statistiske fluktua- en bisverm (figur 2). Dette gjør at W-bosonet sjoner. Etter hvert fikk de i det minste ganske beveger seg langsommere enn det ville ha gjort store restriksjoner på hvilken masse Higgspar- uten Higgspartiklene. Det har fått en hvile- tikkelen ikke kunne ha dersom den eksisterte masse. Dette gjelder alle slike bosoner, siden (figur 4). Higgspartiklene er overalt. Det gjør at den Observasjonene frem til mars 2011 viste at svake kjernekraften har kort rekkevidde. det da var 95 % sannsynlighet for at dersom Uten Higgsmekanismen ville ikke standard- Higgspartikkelen eksisterer, så må den ha en modellen for elementærpartiklene vært en aksep- masse mellom 128 og 178 protonmasser. Men tabel teori. Standardmodellen ville da ha forut- fortsatt var det ikke observert klare spor av sagt at den svake kjernekraften har lang Higgspartikkelen. Så kom de første positive rekkevidde, noe som er i konflikt med det vi fak- resultatene. Den 7. mars 2012 ble det annon- tisk observerer. Higgsmekanismen redder teorien sert at det hadde oppstått et overskudd av par- – en teori som er avgjørende for at vi kan si at vi tikler som tydet på eksistensen av en Higgs - har en dyp forståelse av materien. Det er dette partikkel med mellom 128 og 152 som gjør Higgspartikkelen så viktig. protonmasser. Matematisk sagt var overskud-
28 Astronomi 5/12 higgs_A2012_nye_fonter.qxd 31.08.12 13:33 Side 29
det på 2,2 standardavvik, noe som betyr at det var 1/250 sjanse for at dette bare var en statis- tisk tilfeldighet. I partikkelfysikken er dette ikke tilstrekkelig til å annonsere oppdagelsen av en ny partikkel. Fysikerne krever et overskudd på minst 5 stan- dardavvik, noe som svarer til at det bare er en tre-milliondels sjanse for at det bare dreier seg om en statistisk fluktuasjon. Den 4. juli 2012 ble det annonsert at et slikt avvik var observert i et energiområde som svarer til eksistensen av en ny partikkel med omtrent 133 protonmas- ser, dvs. en masse på 125 GeV/c2. Siden den eneste kandidaten til en ny partikkel med denne Figur 4. Her vises hvilke masser Higgspartikkelen ikke kan ha, vurdert massen og den observerte typen av henfall var ut fra observasjoner frem til mars 2011. Massen til elementærpartikler Higgspartikkelen, ble det annonsert at nå er oppgis normalt ikke i kg, men isteden i milliarder (giga) elektronvvolt delt sannsynligvis Higgspartikkelen funnet. på lyshastigheten i annen (skrives c2). For eksempel protonet har en masse på 0,94 GeV/c2. I denne skalaen er Higgspartikkelen en meget Hva gjenstår? tung partikkel. Vi kan lure på om partikkelfysikerne nå er Ill.: aesir.le fremme. Nå har de funnet partikkelen de har jaktet på i flere tiår, og det vil vanke Nobelpri- ser. Er det nå bare å lene seg tilbake og glede seg over suksessen? at da hadde ikke Z- og W-bosonene masse. Man Til det sier fysikerne: Langt i fra! Det er nå tror derfor at Universet ble dannet i en tilstand arbeidet begynner for alvor. I første omgang med ekstremt høy temperatur der Higgsfeltet skal det gjøres flere observasjoner for å under- ennå ikke var oppstått. Alt var da svært likt. søke om partikkelen som er funnet, virkelig har Fysikerne sier at Universet var i en tilstand med de egenskapene vi forventer av Higgspartikke- høy symmetri. Men så skjedde det de kaller et len. Man er ennå ikke sikre på om det er Higgs - symmetribrudd. Higgsfeltet oppsto og W- og partikkelen som er funnet. Videre skal man Z-bosonene fikk masse. Dermed fikk den svake utforske hyppigheten av ulike måter den nyopp- kjernekraften kort rekkevidde og ble forskjellig dagete partikkelen spalter seg på, og utarbeide fra den elektromagnetiske kraften. de teoretiske konsekvensene av det man finner. Higgsfeltet har energi og dermed masse. Der- Det ville imidlertid være overraskende om ikke for lager det et kosmisk gravitasjonsfelt som undersøkelsene munner ut i en bekreftelse av påvirker Universets ekspansjonsfart. Kanskje at den nyoppdagete partikkelen er Higgspar- bidrar Higgsfeltet med en form for vakuume- tikkelen. nergi som vi ikke kan måle hastighet i forhold Men selv med en slik forventet bekreftelse til. Det kan vises at i så fall vil Higgsfeltet for- er det mye vi ikke forstår. Ennå har ingen klart årsake frastøtende gravitasjon og øke Universets å regne ut for eksempel forholdet mellom pro- ekspansjonsfart. Dette er for tiden mer speku- tonets og elektronets masse. Det trengs en ster- lasjon enn viten. kere teori enn den vi har for å greie dét. Teore- tikerne vil bruke de observerte dataene til å prøve å forbedre standardmodellen for ele- mentærpartiklene. Store spørsmål Higgsfeltet selv er et stort mysterium. I som oppdagelsen av Higgspartikkelen kan bidra til å gi svar på mange år har det vært et stort mål for fysikerne Mørk energi utgjør mesteparten av Universet, men vi vet svært lite om å utarbeide en forent teori for de fundamentale hva den egentlig er. Er den såkalt vakuumenergi, og skyldes denne i kreftene. En forent elektrosvak teori er etablert hovedsak Higgspartikkelen? for den elektromagnetiske kraften og den svake Hvorfor har partikler masse? Og hvorfor har ulike partikkeltyper høyst kjernekraften. forskjellig masse? En av den elektrosvake teoriens konsekven- Vil funnet av Higgspartikkelen én gang for alle tette hullene i Stan- ser er at den svake kjernekraften skal ha de dardmodellen, en modell som beskriver de partikler, krefter og veksel- samme egenskapene som den elektromagne- virkninger som utgjør Universet? tiske kraften ved veldig høye temperaturer, slik forholdene var like etter Big Bang. Det betyr
Astronomi 5/12 29 higgs_A2012_nye_fonter.qxd 31.08.12 13:33 Side 30
Heller ikke vet vi om Higgsfeltet bidrar til å Hvis dette resultatet blir bekreftet, er det gi alle partikler masse. Hva med elektronet? svært interessant. For det ville være det første Det er uklart hvilken rolle Higgsmekanismen tegnet på at Higgsmekanismen ikke bare gir har for elektronet. Hvis vi prøver å beregne kraftoverføringspartikler som W- og Z-bosonet hvor mye av en persons masse som kommer fra masse, men også gir masse til partikler som Higgsmekanismen, finner vi at størsteparten materien består av – nemlig kvarkene. kommer fra fargekraften eller den sterke kjer- Fysikerne har noen inspirerende år foran seg. nekraften som formidles av gluoner. Hvilken Med nye oppdagelser følger nye utfordringer. rolle spiller Higgsmekanismen i sammenheng Det er mye å finne ut. Eksistensen av Higgs- med denne kraften og med kvarkene? Fysikerne mekanismen er trolig bekreftet, og massen til er slett ikke sikre på svaret. Higgspartikkelen er bestemt. Det gjør at man I 17. august-utgaven av Physical Review Lett- har fått hint som kommer til å hjelpe fysikerne ers kom det en rapport om nye funn fra Teva- til å oppnå en bedre forståelse av materiens tron-akseleratoren i USA. Der er det observert egenskaper. tegn til at Higgspartikkelen kan omdannes til Går det som tidligere, vil dette også lede til to kvarker. Signalene er klare, men likevel ikke enda bedre kontroll over materien enn vi har i sterke nok til at fysikerne kan være sikre på at dag. Dette er en utvikling av global karakter. det ikke bare dreier seg om en statistisk tilfel- Jo mer makt vi får over materien, desto viktigere dighet. De hever seg bare 3 standardavvik over er det at kunnskapen om den forvaltes til men- bakgrunnen. neskehetens beste.
Ordliste Elementærpartikkel: Enhver partikkel som ikke er bygget opp av mindre partikler. Eksempler er elektroner, kvarker og nøytrinoer. Protoner og nøytroner antas å bestå av mindre partikler – kvar- ker – og er således ikke elementærpartikler.
Fundamentale krefter: Fellesbetegnelse for de fire grunnleggende krefter i naturen: gravitasjon, elektromagnetisme, fargekraft og den svake kjernekraften. Fargekraften er en sterk kraft med kort rekkevidde lik atomkjernens utstrekning. Den virker mellom partikler med såkalt fargeladning, slik som kvarkene. På samme måte som ujevn ladningsfordeling i atomene forårsaker molekylbindinger mellom elektrisk nøytrale atomer, forårsaker ujevn fordeling av fargeladningen i protoner og nøytro- ner den sterke kjernekraften som holder atomkjernene sammen, til tross for den elektriske frastøt- ningen mellom protonene i en atomkjerne. Den svake kjernekraften forårsaker radioaktiv stråling fra atomkjernene.
Hvilemasse: Et legemes masse når det befinner seg i ro (i forhold til sitt eget referansesystem).
Vakuumenergi: En type energi som blir igjen i et område, etter at all materie og energi som det er mulig å bli kvitt, er fjernet. Vakuumenergien skyldes at partikler oppstår og forsvinner igjen etter ekstremt kort tid. Universet er fylt av en slik energi. Selv det vi kaller vakuum, vil aldri være helt tomt.
CERN: Et av verdens største sentre for kjernefysisk forskning. Det drives i dag av 20 medlemsland i Europa. Norge har vært med siden CERN ble etablert i 1954.
LHC: En kjempestor partikkelakselerator ved CERN som akselerer partikler opp i stor hastighet, for så å kollidere dem med hverandre. I kollisjonene oppstår det en mengde nye og kortlivede partikler, som forskerne deretter analyserer. LHC sto ferdig i 2008 og kom skikkelig i drift i 2010. Det finnes mange partikkelakseleratorer i verden, men LHC er den desidert kraftigste og derfor den som kan produsere de tyngste partiklene. For partikkelfysikerne har dette åpnet «et nytt vindu» inn mot mikrokosmos.
30 Astronomi 5/12 Astronomi_2012_5 lenka_Astronomi_2012_5.qxd 31.08.12 13:16 Side 31 Astronomi_2012_5 lenka_Astronomi_2012_5.qxd 31.08.12 13:16 Side 32
R M sondekirkegården Den amerikanske Curiosity digvis for amerikanerne har ferden mot Mars tidlig på 1970-tallet, de før- landet trygt på Mars 5. august. gått prikkfritt fram til nå. ste jordprøvene ble tatt i 1975 og den Den hadde oddsene mot seg: Curiosity er et avansert laborato- første landingen på månen Phobos ble rium, men satsningen er i seg selv ikke forsøkt i 1989. Godt over halvparten av son- noe nytt. Det har alltid vært knyttet Dessverre har flertallet av alle rom- dene som har vært sendt til store ambisjoner – og ikke minst høy sonder som har vært sendt mot Mars, Mars, har sviktet. prestisje – til utforskningen av Mars. feilet. Atmosfæren er for tykk til at For eksempel passerte den første rom- raketter er effektive og for tynn til at AV TROND ERIK HILLESTAD sonden alle rede i 1963. Rett nok var fallskjermer er effektive. Noen sonder den dau som ei sild ved ankomst, men har trolig havarert pga. støvstormer, det står respekt av det å klare å sende men altfor mange har havarert pga. et manglet ikke på medieomtaler nesten ett tonn til Mars så tidlig i rom- operatørfeil, feilprogrammering, gene- Dfør Curiosity skulle lande. Hel- alderen. De første kjøretøy ble sendt relt hastverk og mangelfull testing.
Kronologisk oversikt over ferder til Mars Romsonde Land Oppskytn. Framme Planl.var. Vekt Viktigste vitenskapelig instrumenter
Korabl 4 / Marsnik 1 / Mars 1960 A Sovjet 10/10-1960 ––650 kg Returnere bilder fra Mars + undersøke Korabl 5 / Marsnik 2 / Mars 1960 B Sovjet 14/10-1960 ––640 kg rommets virkning på instrumenter
Korabl 11 / Mars 1962 A Sovjet 24/10-1962 ––840 kg Kamera Mars 1 / Sputnik 23 Sovjet 1/11-1962 19/6-1963 – 894 kg Kamera, måle atmosfære, med mer Korabl 13 / Mars 1962 B Sovjet 4/11-1962 ––890 kg –
Mariner 3 USA 5/11-1964 ––261 kg Kamera m.m. Mariner 4 USA 28/11-1964 15/7-1965 – 261 kg Kamera m.m. Zond 2 Sovjet 30/11-1964 6/8-1965 – 890 kg Som Mars 1 Zond 3 Sovjet 18/7-1965 ––960 kg Som Zond 2 + spektrografer m.m.
Mariner 6 USA 24/2-1969 31/7-1969 – 412 kg Bestemme parametere for utomjordisk liv Mariner 7 USA 27/3-1969 5/8-1969 – 412 kg Som Mariner 6 Mars-69A / 521 Sovjet 27/3-1969 ––4850 kg 3 kameraer, vanndampsensor, m.m. Mars-69B / 522 Sovjet 2/4-1969 ––4850 kg Som søstersonden
Mariner 8 / Mariner-H USA 9/5-1971 ––559 kg Kamera Kosmos 419 Sovjet, Frankr. 10/5-1971 ––4650 kg Trolig som Mars 2 Banefartøy Mars 2 Banefartøy Sovjet 19/5-1971 27/11-1971 Til 3/1972 2265 kg Kameraer, høydekart, gravitasjon m.m. Landingsfartøy + PropM 358 kg Søk etter organisk materiale på overflaten m.m. Mars 3 Banefartøy Sovjet 28/5-1971 2/12-1971 Til 3/1972 2265 kg Som Mars 2, studere overflaten og skyer Landingsfartøy + PropM 2/12-1971 358 kg Som landeren til Mars 2 Mariner 9 USA 30/5-1971 14/11-1971 – 559 kg Kamera, måle geologiske forhold
Mars 4 Sovjet 27/7-1973 10/2-1974 – 2270 kg Kameraer, spektrometere m.m. Mars 5 Sovjet 25/7-1973 12/2-1974 – 2270 kg Som Mars 4 Mars 6 Sovjet 5/8-1973 12/3-1974 – 635 kg Panoramakamera, værmålinger m.m. Mars 7 Sovjet 9/8-1973 9/3-1974 – 635 kg Som Mars 6
Viking 1 Banefartøy USA 20/8-1975 19/7-1976 Til 5/11-76 883 kg Kamera, vanndampmåler, termisk kartlegging Landingsfartøy / Thomas Mutch Memorial Station 20/7-1976 572 kg Tre biologi-eksperimenter + mye mer Viking 2 Banefartøy USA 9/9-1975 7/8-1976 Til 8/11-76 883 kg Som Viking 1 Landingsfartøy / Gerald Soffen Memorial Station 3/9-1976 – 572 kg Som Viking 1
32 Astronomi 5/12 Astronomi_2012_5 lenka_Astronomi_2012_5.qxd 31.08.12 13:16 Side 33
Det rullende laboratoriet Curiosity gjennomførte historiens første pre- sisjonslanding på Mars den 5. august 2012. Ved å velge et lan- dingssted nær en fjelltopp inne i det store Gale-krateret, håpet forskerne å finne lagdelte bergarter i fjellsi- dene. Slike gir oss et vindu inn i pla- netens geologiske historie. Dette fotografiet som Curiosity har tatt mot Mount Sharp, viser at romson- den allerede har funnet lagdelte bergarter. Dette er for øvrig et tele- linsebilde der knausene helt nede til høyre er 5,5 km unna og den fjer- neste toppen er 16,2 km unna Foto: NASA/JPL-Caltech/MSSS
Planlagt mål / Resultat
Forbiflyvning / Klarte ikke unnslippe Jordas atmosfære, Sovjets første forsøk på en planetsonde Forbiflyvning / Gikk i oppløsning utenfor Jordas atmosfære. Ti dager senere eksploderte et missil uventet på rombasen og drepte 92 personer
Forbiflyvning / Eksploderte i jordbane Forbiflyvning i avstand 11 000 km / Mistet radiokontakt underveis. Sonden ble den første som passerte Mars (19/6-1963, avst. 193 000 km) Landing / Gikk tapt like utenfor Jorda
Forbiflyvning / Kom ikke ut av jordbane Forbiflyvning / Første vellykkede Mars-ferd. Passerte 9846 km fra overflaten. 21 bilder ble returnert. Returnerte data til 1/10-1965. Banefartøy / Samband tapt underveis, men fløy forbi i en avstand av 1500 km. Hadde ionemotorer til stillingskontroll Banefartøy / Ble kraftig forsinket, men ble skutt opp likevel, mest for å teste fartøyet. Nådde Mars-banen, men da var Mars selvsagt ikke der
Forbiflyvning / Vellykket, passerte 3431 km fra overflaten, returnerte 75 bilder, fant at sørpolkalott hovedsakelig besto av karbondioksid Forbiflyvning / Vellykket, passerte 3430 km fra overflaten og returnerte 126 bilder Banefartøy / Eksploderte 7 minutter etter oppskytning Banefartøy / Nådde 1 km opp, dundret i bakken 3 km fra oppskytningsstedet og eksploderte
Banefartøy / Falt tilbake til Jorda Banefartøy / Programmeringsfeil gjorde at den ikke kom seg ut av jordbane Banefartøy / Gikk inn i Mars-bane. Delvis vellykket, returnerte noe data, ferdsslutt 22/8-1972 m. Landingsfartøy + kjøretøy / Første krasjlanding og første menneskeskapte objekt på Mars. Kom for skrått inn i atmosfæren Banefartøy / Vellykket, men fikk videre bane enn planlagt. Returnerte mye data. Ialt 60 bilder ble overført fra Mars 2 og 3. Gikk tapt 22/8-1972 Landingsfartøy + kjøretøy / Første myklanding på Mars. Ble skadet i sandstorm og samband opphørte etter 20s. Sendte delvis panoramabilde Banefartøy / Første vellykkede banefartøy, returnerte 7329 bilder til tross for støvstorm i starten, laget globalt kart. Ble slått av 27/10-1972
Banefartøy / Bremseraketter tente ikke pga. feil i databrikke, sonden fløy forbi på 2200 km avstand, returnerte noe data. Ferdsslutt 10/2-1974 Banefartøy / Gikk vellykket inn i bane. Fartøyet gikk tapt etter 22 omløp (ni dager). Returnerte 60 bilder. Ferdsslutt 21/2-1974 Landing / Mistet samband med lander på eller like over overflaten. Returnerte de første stedlige målinger av atmosfæren. Slutt 12/3-1974 Landing / Landingsfartøyet ble separert fra raketten 4 timer for tidlig, fløy derfor forbi målet i 1300 km avstand. Ferdsslutt 9/3-1974
Banefartøy / Meget vellykket, gjorde 1485 omløp rundt Mars, ferdsslutt 17/8-1980 Landing / Første helt vellykkede myklanding, i Chryse Planitia. Meget vellykket ferd. Analyserte jordprøver. Ferdsslutt 13/11-1982 Banefartøy / Meget vellykket, returnerte nesten 16 000 bilder og gjorde 706 omløp, ferdsslutt 25/7-1978 Landing / Meget vellykket, landing i Utopia Planitia. Analyserte jordprøver. Ferdsslutt 11/4-1980
Astronomi 5/12 33 Astronomi_2012_5 lenka_Astronomi_2012_5.qxd 31.08.12 13:16 Side 34
Romsonde Land Oppskytn. Framme Planl.var. Vekt Viktigste vitenskapelig instrumenter
Phobos 1 Sovjet 7/7-1988 ––6220 kg Målinger av månen Phobos, leting etter Phobos 2 Sovjet 12/7-1988 29/1-1989 – 2600 kg vann på Mars, med mer
Mars Observer USA, Russland, Frankrike25/9-1992 24/8-1993 – 1018 kg Høyoppløst kamera, m.m.
Mars 94 Russland Skulle vært skutt opp 21/9-1994, men ble kansellert pga. sviktende finansiering
Mars Global Surveyor USA 7/11-1996 12/9-1997 687 dager 1031 kg Kamera, høydemåler, IR-spektrometer m.m Mars 96 Russland 16/11-1996 – 687 dager 3159 kg TV-kamera + over 20 andre instr. Mars Pathfinder / Carl Sagan Mem. St. USA 4/12-1996 4/7-1997 1 måned 264 kg Teknologitest + vitenskapelige målinger Sojourner 1 uke 11 kg
Nozomi / Planet-B Japan, Canada 3/7-1998 – To år 530 kg Bilder av Mars, Phobos og Deimos, m.m. Mars Climate Orbiter USA, Russland 11/12-1998 23/9-1999 687 dager 338 kg Fargekamera, infrarødt radiometer, radiolink Mars Polar Lander USA 3/1-1999 3/12-1999 86 dager 290 kg Meteorologi, robotarm
Deep Space 2 USA 4 kg hver
2001 Mars Odyssey USA 7/4-2001 23/10-2001 Til 10/2005 376 kg Måle strålingsnivå for bemannede ferder m.m
Mars Express Europa 2/6-2003 25/12-2003 687 dager 666 kg Geologi og meteorologi Beagle 2 Storbritannia 180 dager 33 kg Spor etter liv, geologi, meteorologi Mars Surveyor 2001 USA Skulle vært sendt opp 10/4-2001. Ble nesten ferdigstilt, men kansellert av økonomiske årsaker, Spirit / Mars Exploration Rover A USA 10/6-2003 4/1-2004 90 Mars-d 185 kg Opportunity / Mars Exploration Rover B USA 7/7-2003 25/1-2004 90 Mars-d 185 kg
Rosetta + landeren Philae Europa 2/3-2004 25/2-2007 – 1300 kg
Mars Reconnaissance Orbiter USA 12/8-2005 10/3-2006 – 1031 kg Overflate, under bakken og atmosfære
Phoenix USA 4/8-2007 25/5-2008 90 Mars-d 350 kg Robotarm, grave etter vann, meteorologi
Dawn USA 27/11-2007 17/2-2009 -– 1240 kg –
Fobos-Grunt Russland 8/11-2011 – 3 år 730 kg Jordprøver + eksperimentet LIFE Yinghuo-1 Kina 115 kg Curiosity / Mars Science Laboratory USA 26/11-2011 5/8-2012 687 dager 750 kg Lete etter biologiske prosesser
Merknader: 687 (jord-)dager = 1 Mars-år. Med «Europa» menes European Space Agency. Vekt er angitt for fartøyet inkludert de vitenska- pelige instrumenter, men eksklusive drivstoff (så langt vi har klart å bringe på det rene). Delestrekene i tabellen angir hvilke sonder som er skutt opp innen samme oppskytningsvindu, altså de periodene der det er energimessig gunstig å sende romsonder til Mars. Tabell ved Trond Erik Hillestad og Are Vidar Boye Hansen
Grandiose vyer MAVEN (USA): Planlagt oppskytning 18/11- 2019. Det endelig målet er å etablere et 2013. Skal gå i meget lav bane i et år og nettverk av meteorologiske stasjoner på I dag – som tidligere – er det forslag om studere Mars-atmosfæren og samspillet overflaten en god del prosjekter som trolig aldri vil med solvinden, særlig hvordan Mars taper ExoMars (Europa): Planlagt landing i 2016 bli realisert. Her er de antatt mest kon- atmosfære ut i rommet ExoMars (Europa, Russland): Planlagt landing krete prosjektene for tiden: MetNet forsøkssonde (Finland, Russland, i 2018 med russisk plattform og europeisk Italia): Planlagt oppskytning i årene 2014- kjøretøy
34 Astronomi 5/12 Astronomi_2012_5 lenka_Astronomi_2012_5.qxd 31.08.12 13:16 Side 35
Planlagt mål / Resultat
Banefartøy + landing på Phobos / Samband gikk tapt 2/9-1989, lenge før Mars, fordi batteriene ble utladet etter gal kommando fra bakken Banefartøy + landing på Phobos / Delvis vellykket, gikk inn i bane rundt Mars. Rett før den skulle slippe to landere på Phobos forsvant kontakten fordi datamaskinen om bord sviktet. Ferdsslutt 27/3-1989. Den fikk likevel tatt noen fine bilder av månen
Banefartøy / Kontakt med Jorda ble brutt bare tre dager før den skulle inn i Mars-bane
Bestod av et svært banefartøy, pluss to bakkestasjoner hver på 34 kg (planlagt varighet 700 dager) pluss to penetratorer hver på 45 kg
Banefartøy / Meget vellykket. Gikk i sirkulær polbane bare 378 km over bakken. Varte helt til 5/11-2006. Designet fra asken til Mars Observer Banefartøy + 2 landere + 2 penetratorer / Skulle kommet fram 12/9-1997, men styrtet inn i Jordas atmosfære. Basert på Phobos Landing / Meget vellykket. Første myklanding med luftputer. Sårt tiltrengt suksess for NASA. Overskred forventet levetid, varte til 27/9-1997 Kjøretøy / Første vellykkede kjøretøy på en annen planet. Meget vellykket. Rullet ned på overflaten dagen etter landing, tilbakela ca. 100 m, returnerte 550 bilder og varte i 83 Mars-døgn, 12 ganger lenger enn forventet. Man mistet samband 27/9-1997
Banefartøy / Skulle ankommet i oktober 1999, men ble fire år forsinket underveis. Deretter sviktet el. sys. Mistet kommunikasjon 9/12-2003 Første værsatellitt / Dataprogrammet målte kraft i pund-kraft, mens sonden forventet newton, kom inn altfor lavt i atmosfæren og brant opp Landing / Satte ut landingsbeina 40 meter over bakken, noe som ga vibrasjoner som fikk datamaskinen til å tro at sonden hadde landet. Den slo derfor av landingsrakettene og falt i bakken. Phoenix tok over en del av eksperimentene 2 penetratorer / Ble sendt ut fra Mars Polar Lander. Skulle hardlande ved sørlig polkalott. Ingen kontakt etter at adskillelse fra moderfartøyet
Banefartøy / Meget vellykket, fungerer fortsatt. Oppkalt etter filmen 2001 – en romodyssé. Er også reléstasjon for Spirit og Opportunity
Banefartøy / Meget vellykket, fortsatt operativ. Etter hvert avlang bane med minsteavstand 298 km Landing / Skulle landet i Isidis Planitia 25/12-2003, men kontakten ble brutt etter at den ble separert fra Mars Express 19/12-2003 Gjenoppsto som Phoenix. Besto av lander på 328 kg (mye lik Mars Polar Lander), samt kjøretøyet Marie Curie på 11 kg (mye lik Sojourner) Kjøretøy / Meget vellykket, startet kjøring 15/1-2004, tilbakela 7731 m, kjørte seg til slutt fast i en sanddyne i Gusev-krateret. Slutt 22/3-2010 Kjøretøy / Meget vellykket, kjørte ned fra landingsplattformen 30/1-2004 og er fortsatt operativ, har tilbakelagt over 34 km i Meridiani Planum
Gravitasjonsslynge / Vellykket forbiflyvning i 250 km avstand fra Mars. Sondens egentlige mål er en komet i 2014
Banefartøy / Meget vellykket, fortsatt operativ
Landing / Meget vellykket, landing i Green Valley ved 68° N, nær grensen til nordlig polkalott. Siste samband 2/11-2008 etter 155 Mars- døgn. Bilder tatt fra andre Mars-fartøy viser at Phoenix trolig er blitt skadet i løpet av vinteren på Mars. Basert på Mars Surveyor 2001 Lander
Gravitasjonsslynge / Vellykket forbiflyvning i 549 km avst. Sondens egentlige mål er asteroidene Vesta (2011-2012) og Ceres (2015)
Returnere jord / Skulle landet på månen Phobos i feb. 2013, ta jordprøver og returnere til Jorda i aug. 2014. Falt tilbake til Jorda 15/1-2012 Banefartøy / Ville blitt Kinas første interplanetariske sonde, haiket med Fobos-Grunt, gikk tapt under oppskytning Kjøretøy / Første presisjonslanding. Landet nær fjell i Gale-krateret. Rullende laboratorium stort som en bil, er i drift
Hvis vi holder utenfor Rosetta og Dawn (som ikke har Mars som egentlig mål), samt Mars 94 og Mars Surveyor 2001 (som ble kansellert før oppskytning), og regner med smått og stort av banefartøy, landingsfartøy, penetratorer og annet, har ialt 60 romfartøy vært forsøkt sendt til Mars. Snilt vurdert har 24 av disse vært helt eller delvis vellykket (gitt i det minste noe data), 14 har feilet under oppskytning fra Jorda, 6 har sviktet underveis mot Mars, mens 14 ikke har klart å gå inn i bane rundt Mars (utilsiktet forbiflyvning) eller lande.
Mageplask Mars Aerostat (1992), russisk-fransk ballong NetLander (2007), Frankrike, Europa, ett Mars Environmental Survey (1999-2009), banefartøy og fire bakke stasjoner for Blant de mange ideer som aldri forlot USA, serie på 16 landere målinger på bakken og atmosfære bakken fordi de ble kansellert av teknolo- Kitty Hawk (2003), USA, solcelledrevet fly Beagle 3 (2009), britisk lander, lete etter liv giske eller finansielle årsaker, nevner vi: Tumbleweed (2001), USA, to etasjer høy Mars Telecommunications Orbiter (2010), Mars 5NM (1975), sovjetisk ferd som skulle badeball (m/instrumenter) som skulle flyt- USA, som skulle høy hastighetsoverføre bringe jordprøver tilbake til Jorda tes av vinden data fra de andre Mars-sondene til Jorda
Astronomi 5/12 35 aliens artikkel_A2012_nye_fonter.qxd 31.08.12 13:35 Side 36 Aliens kan ikke spises!
Hollywood har et heller stereotypt syn slike vesener ut fra diverse forestillinger om på intelligente fremmede vesener: De hvordan mennesker vil se ut i fremtiden. Men er små og grå og har digre øyne. Shostak tror det er like feil å skue tilbake til menneskelig fortid, som til fremtid. Han begrunner det slik: I løpet av det neste århundret vil vi ganske sikkert konstruere data- AV TROND ERIK HILLESTAD maskiner som tenker like bra som oss selv. Disse vil være i stand til å utforme sine egne etterkommere. nkelte er så søte at de rett og slett er til å Espise opp. Men ikke bokstavelig talt, for Ekstrem utvikling mest sannsynlig er de ikke spiselige overhodet. Vi mennesker kan alltids mene at den tekno - Årsak: logiske utviklingen har gått raskt de siste hun- dre år. Den blir likevel bare blåbær mot hva Neppe av kjøtt og blod som vil skje når datamaskiner begynner å kon- I enhver film er det nødvendig med aliens som struere datamaskiner – enda smartere data- kan vise ansiktsuttrykk som forstås av kino- maskiner – som har tilgang til menneskehetens gjengere. Ellers blir det ikke dollars, må vite. samlede kunnskap om vitenskap og teknologi. Dog, helt på bærtur er de ikke: Det finnes For nå vil utviklingen gå fortere enn vi kan fore- biologer som mener det er en viss mulighet for stille oss. at eventuelle fremmede virkelig likner på oss Kanskje er det først nå at «noe» fra Jorda vil – at vi utgjør en slags galaktisk optimal utfor- kunne reise til andre stjerner. En maskinbasert ming for en sansende rase, akkurat som både intelligens vil både tåle mer og vare lenger enn delfiner og spekkhoggere er bygget som tor- en biologisk art. En maskin vil mye lettere pedoer for å kunne ha det som fisken i vannet. kunne overvinne de ekstreme utfordringene Likevel er ikke to øyne, fire ekstremiteter og som er forbundet med interstellare reiser. oppreist gange nødvendigvis det mest sann- Samtidig er dette en måte å sikre vår egen synlige resultatet av en årelang biologisk evo- overlevelse, for selv om vi som biologiske vese- lusjon. Seth Shostak ved det amerikanske SETI- ner skulle gå til grunne, vil alt fra kunst og kul- instituttet har filosofert over at hvis vi tur til vitenskap og fotografier etter menneske- noensinne skulle møte en fremmed intelligens, heten kunne overleve mye lenger dersom de vil den trolig ikke bestå av kjøtt overhodet. håndteres av maskiner. At en rase sender maski- ner ut i rommet, kan derfor være motivert av Neppe noe fremtidsmenneske mye mer enn ren utforskertrang. Et fremmed vesen som er i stand til å krysse avstanden mellom stjernene, vil være oss tek- Ikke «synlige» over lang tid nologisk overlegne, det sier seg selv. Det er I løpet av de siste hundre år har vi mennesker ingen grunn til å tro at et slikt vesen har intel- blitt i stand til å sende signaler ut i rommet og ligens på nivå med aper eller dinosaurer, og tro- dermed avsløre våre egen eksistens. Biologisk lig ser det heller ikke ut som aper eller dino- intelligens, regnet fra det tidspunktet en art gjør saurer. Det Hollywood iblant gjør, er å utforme seg til kjenne i form av f.eks. interstellare radio -
36 Astronomi 5/12 aliens artikkel_A2012_nye_fonter.qxd 31.08.12 14:01 Side 37
Asgard, en hyperintelli- gent rase som forekom- mer i TV-serien Stargate, ligger ganske nær den klassiske Hollywood- fremstillingen av frem- mede vesener. Asgardene har kuttet ut sex og satser Borg, en halvt organisk og halvt på kloning for å få lange maskinbasert rase fra Star Trek- Replikantene, en slags liv, hvilket viser seg å seriene, har derimot skjønt dette mekanisk rase i Star- være et dårlig sjakktrekk i med «survival of the fittest». De gate, er til fulle maski- lengden. har kollektiv bevissthet og farter ner og selvrepare- rundt i galaksen for å ta opp i seg rende. Slike livsformer andre veseners kunnskap. tøyer våre forestil- Foto: 2012 CBS Studios Inc All Rights Reserved. STAR TREK and related marks are trademarks of CBS Studios Inc. linger om liv, men de signaler, kan være et kortvarig fenomen i en er trolig langt mer sivilisasjons historie, mener Shostak. mobile og varige enn Kanskje varer denne perioden bare i noen biologiske vesener. hundreår, inntil arten sprenger seg selv i fille- biter, går over til å kommunisere via fiberop- tikk (som ikke slynger signaler flere lysår avgårde slik radiobølger gjør), eller på andre måter gjør seg u-detekterbare sett fra andre stjerner. Hvis vi en gang skulle finne aliens, tilsier også det korte «tidsvinduet» at de mer sannsynlig består av metall enn av kjøtt. Teleskoper som Kepler-satellitten vil gan- ske sikkert finne planeter som er egnet for liv. De vil kanskje også huse liv, intelligent liv, men det er slett ikke sikkert at den domi - nerende intelligensen fortsatt befinner seg på planeten. Innen lyset fra planeten kom- mer fram til Jorda, og vi klarer å avsløre at det fin- nes tegn til liv på den, er det mulig at intelligen- sen allerede har forlatt krybben og er på vei til å utforske resten av galaksen. Som maskiner. Ikke spis aliens med mindre du vil ha kjeften full av muttere og silisium- brikker! Foto: RobotCub Consortium
Astronomi 5/12 37 Astronomi_2012_5 lenka_Astronomi_2012_5.qxd 31.08.12 13:22 Side 38
Kartet viser stjernehimmelen klokken: 01:00 (15. sep.) 23:00 (15. okt.) 20:00 (15. nov.) 18:00 (15. des.) Tider i sommertid i sep./okt., norsk normaltid i nov./des.
Lysstyrke 0 1 2
3
Den store bjørn store Den
Pollux M51
4 driveren
Okse- Castor
Mizar
Tvillingene
M81
Kusken Dragen
M35
D
Betelgeuse
M37 Den lille bjørn lille Den
Polaris
Capella
M92
M38
M36 Jupiter
Kassiopeia Perseus
Kefeus Tyren
Orion Vega
Algol Aldebaran
Dobbelt-
hopen Svanen Lyren M52
Deneb Hyadene M34
Pleiadene Triangelet M31 M39 M33 Andromeda Pilen Væren
M27
Pegasus Altair Fiskene M15
Mira
Hvalfisken
Vannmannen
Objekter Kulehop
Galakse Steinbukken Diffus tåke Åpen hop Planetarisk tåke
38 Astronomi 5/12
Astronomi_2012_5 lenka_Astronomi_2012_5.qxd 31.08.12 13:22 Side 39