Denne artikel blev første gang udgivet august 2013 og udgives igen i forbindelse med præsentationen af 3d-kort over Mælkevejen
Astrometri er den gren af astronomien, der beskæftiger sig med måling af stjerners positioner og bevægelser. Nogle finder det uhyre kedsommeligt.
Det var tilfældet for astronomen Peter Naur i slutningen af 1950’erne, så han opgav astronomien til fordel for datalogien, hvor han siden fik en markant karriere.
Hans assistent på Brorfelde-observatoriet, Erik Høg, holdt derimod fast i astrometrien, og når den europæiske rumfartsorganisation efter planen til oktober opsender astrometri-satellitten Gaia, er den et direkte produkt af Erik Høgs tanker og virke gennem årene.
Erik Høg har kun en afgørende anke mod satellitten: »Den burde have heddet Roemer efter Ole Rømer,« siger han.
På sin vis kan han have ret i, at Gaia-navnet er misvisende. Oprindeligt var Gaia et akronym, der dækkede over Global Astrometric Interferometer for Astrophysics.
Det interferometriske måleprincip, der lå bag navnet, blev dog senere opgivet, så Gaia i dag blot er et navn, satellitten har fælles med den græske gudinde for Jorden.
Gaia skal meget kort fortalt lave en præcis kortlægning af Mælkevejen ved at opmåle positioner og bevægelser af en milliard stjerner med hidtil uset præcision.
Gaia er den anden europæiske astrometriske satellit.
Den første var Hipparcos, der blev opsendt i 1989 og foretog målinger til 1993. Navnet var en forkortelse for HIgh Precision PARallax COllecting Satellite, men også en hyldest til den græske astronom Hipparchos, der levede i det andet århundrede før vor tidsregning.
Med sine øjne observerede Hipparchos flere end 850 stjerner og nedskrev deres positioner i et stjernekatalog, som var astronomernes vigtigste, indtil Tycho Brahe i 1590’erne fremstillede mere nøjagtige stjernekataloger kulminerende med et manuskript fra 1598 for 1.004 stjerner, som dog først blev udgivet med mindre modifikationer af Johannes Kepler i 1627.
På baggrund af Hipparcos-satellittens målinger er udgivet to stjernekataloger opkaldt efter Tycho Brahe. Tycho-kataloget fra 1997 indeholder positioner og bevægelser for en million stjerner. En mere omfattende analyse af observationerne førte til Tycho-2 fra 2000 med data for 2,5 millioner stjerner.
Erik Høg havde i 1960’erne og begyndelsen af 1970’erne skabt sig en international position som en anerkendt ekspert i astrometri gennem 15 års virke ved observatoriet i Hamborg, hvor han indførte helt nye principper, som kunne automatisere målingerne ved at udnytte datidens bedste computere.
»Den bedste computer, der fandtes til formålet, var danske Gier,« forklarer Erik Høg. Han tog bl.a. Gier med til et observatorium i Australien.
Det var derfor naturligt, at ESA i 1975 bad ham om at være med til et møde, hvor muligheden for en astrometrisk satellit skulle drøftes.
Erik Høg havde en vis skepsis over for de forslag, der allerede var lagt frem, men på mødet fik han at vide, at der var frit slag for alle gode ideer.
»Seks uger senere havde jeg et grunddesign til en astrometrisk satellit klar,« siger Erik Høg.
Erik Høgs design gik glat igennem. Satellitten foreslog han blev kaldt Tycho, men Hipparcos blev navnet til erindring om Hipparchos. Til gengæld fik Erik Høg opbakning til at navngive de nye stjernekataloger baseret på satellittens målinger efter Tycho Brahe.
Det var amerikanerne og russerne, som var først ude med tanker om en efterfølger til Hipparcos.
Under et besøg i Sovjetunionen i 1990 hørte Erik Høg mere om de russiske planer, hvilket fik ham til selv at tænke over, hvordan man kunne designe en efterfølger. Efter diskussion med russerne fremlagde Erik Høg i juni 1991 en skitse til en Hipparcos-2.
I august samme år var der kupforsøg mod Mikhail Gorbatjov. Den efterfølgende udvikling i Sovjetunionen og Rusland satte en stopper for at involvere russerne i et nyt projekt.
Erik Høg arbejdede videre bl.a. sammen med Lennart Lindegren fra Lund Observatorium. Det førte frem til et design baseret på CCD’er, som ville være 100.000 gange bedre end det fotoelektriske princip, der bl.a. blev anvendt i Hipparcos – og som var en videreudvikling af Erik Høgs design ved observatoriet i Hamborg i 1960’erne.
Erik Høg ville kalde satellitten for Roemer til ære for Ole Rømer, som fornyede de astrometriske instrumenter og herunder opfandt meridiankredsen i begyndelsen af 1700-tallet.
I første omgang gik det dog ikke, som Erik Høg ønskede. ESA valgte i 1997, at en ny astrometrisk satellit skulle baseres på et interferometrisk princip, som man mente kunne give bedre målenøjagtighed. Satellitten fik derfor navnet Global Astrometry by Interferometry for Astrophysics (Gaia).
Matra Marconi Space (MMS) i Toulouse, Frankrig, og Alenia i Torino, Italien, blev sat til at studere satellitten. Efter industripartnerne kom ind i projektet, måtte man konkludere, at interferometri ikke var velegnet i praksis. Et afgørende problem er, at måleprincippet ikke udnytter det modtagne lys særligt effektivt.
MMS indgik i en fusion, som førte til oprettelse af Astrium, som i dag er ejet af det paneuropæiske selskab EADS. Det blev EADS Astrium, som fik kontrakten på at bygge Gaia, som i det store og hele er identisk med Erik Høgs forslag til Roemer fra midten af 1990’erne.
I løbet af fem år skal den i gennemsnit observere en milliard stjerner 70 gange. Det svarer til 40 millioner observationer om dagen.
Der vil være en lang række sidegevinster af målingerne.
Gaia vil være i stand til at opdage nye asteroider i vores solsystem og planeter om andre stjerner. Den kan muligvis også bestemme fordelingen af mørkt stof i Mælkevejen. Og endelig kan Gaia teste Einsteins generelle relativitetsteori ved at måle, hvordan lys afbøjes omkring stjerner.
Astronomerne tænker allerede nu på en efterfølger til Gaia i 2030’erne.
ESA har et program for store satellitter (L-klassen) inden for sit Cosmic Vision-program. Den første L-satellit bliver Juice (JUpiter ICy moons Explorer), der efter planen skal opsendes i 2020 for at nå frem til Jupiter i 2030, hvor den skal lave detaljerede målinger af jupitermånerne Ganymedes, Callisto og Europa.
De to næste L-satellitter er ikke udpeget endnu, men de forventes opsendt i henholdsvis 2028 og 2034. Astrometrikerne gør sig allerede deres overvejelser om, at en af disse kan være en ny astrometrisk satellit.
Erik Høg har ikke overraskende også tanker om en efterfølger.
I juni i år udsendte han et dokument, hvor han redegjorde for, hvordan to Gaia-missioner med 20 års mellemrum vil være i stand til at observere og bestemme omløbsbaner for tusindvis af exoplaneter med omløbsperioder op til 40 år. Sådanne observationer kan ikke foretages på anden vis, hverken fra jordbaserede teleskoper eller fra andre rumprojekter, som for tiden overvejes.
Forslaget ser han som et udtryk for det, der har været omdrejningspunktet for hans virke inden for astrometrien gennem mere end et halvt århundrede:
»Jeg har altid villet gøre noget, der var nyttigt for astronomien.«
Læs mere om Gaia-projektet hos ESA
