Nyt katalog over Mælkevejen vil blive mere nøjagtigt med årene

Illustration: ESA/Gaia/DPAC

Alverdens astronomer kiggede med, da ESA i sidste uge kunne offentliggøre det hidtil mest detaljerede katalog over stjernerne i Mælkevejen.

1.142 mio. stjerner lyste op i det nye stjernekatalog, som er blevet til på baggrund af observationer fra Gaia-satellitten, der blev sendt op fra Fransk Guyana i 2013 og de næste 5-10 år skal sende data hjem.

»Det er skønt og dejligt at se, at data bliver fremlagt lige som planlagt. Det er jo den største beregningsopgave på observationer i astronomiens historie, og dataene vil give et helt nyt grundlag for alle grene af astronomien,« fortæller den danske astrofysiker Erik Høg.

Han har siden 1970’erne udviklet designet på de måleinstrumenter, der skal bringe os tættere på sand­heden om vores solsystems dannelse og udvikling – og han er manden bag den satellit, der nu har fanget stjernehimlen i uhørt høj opløsning.

Det nye stjernekatalog kan således se positionen for godt 1 mia. stjerner og afstande til ca. 2 mio. stjerner, men for hvert år satellitten er aktiv, vil ESA efter planen udsende stadigt mere detaljerede kataloger.

Bl.a. vil stjernernes lysstyrke også stå klarere i det katalog, der udkommer om et år, fortæller han. Lysstyrken i forskellige områder af spektret siger noget om, hvilken slags stjerne det drejer sig om, og i denne ombæring er denne lysstyrke ikke detaljeret nok til en præcis vurdering, da der kun er frigivet målinger fra ét farveområde, fortæller Erik Høg.

»Man har brug for mere end ét års observationer. Senere bliver data så nøjagtige og opsummerede, at de rigtigt kan bruges til at forstå stjernernes og galaksens udvikling,« siger han.

Lyset sladrer om opbygningen

Desuden forventer Erik Høg, at afstandene til 100 mio. stjerner i næste katalog vil blive så præcise, at fysikerne ud fra lysstyrke og afstand kan udregne, hvor meget energi stjernen udstråler, og dermed fastslå stjernens indre opbygning af grundstoffer samt trykforhold.

Ved at kende disse spektre kan man bedre skelne nye og gamle stjerner i vores galakse fra hinanden.

De helt gamle, der blev dannet tættere på Big Bang og mødtes med vores mælkevej for nogle mia. år siden, er næsten blottet for tunge grundstoffer, mens de nyere stjerner indeholder flere tunge grundstoffer efter flere generationer af udbrændte stjerner med efterfølgende supernovaeksplosioner og dannelse af nye stjerner.

Meget gamle stjerner er straks sværere at skelne fra hinanden, da de alle hovedsageligt indeholder helium og brint, men til gengæld formoder astronomerne, at stjerner, der følges ad over længere tid, formentlig har samme oprindelse.

Derfor betyder det meget, at stjernernes bevægelser også kommer med næste gang.

»Om fem år er det planen, at vi står med alle spektrene, bevægelserne på himlen og så præcise målinger af afstandene, at vi står med et helt nyt grundlag for at forstå stjernerne og universet,« siger Erik Høg.

Han glæder sig til at finde de exoplaneter, som faktisk slet ikke kan ses, men som man ved er der, hvis en stjerne bevæger sig en lille smule på grund af påvirkningen fra planetens masse.

»Sådan blev de første mere end 1.000 exoplaneter opdaget, men nu kan man også få dem med, der ligger endnu længere væk fra stjernen og har så lang omløbstid, at det kræver flere år at observere,« siger han.

Gaia-missionen bygger videre på Erik Høgs forrige idé – Hipparcos, som mellem 1989 og 1992 sendte data hjem fra stjernehimlen. Dengang fik stjernekataloget, der blev offentliggjort i 1997, godt 2 mio. stjerner i kassen, og for sin tid var det noget af et mesterstykke.

Allerede inden missionen var bragt til ende, vidste Erik Høg dog, at det kunne gøres bedre. Han fik nys om, at russiske forskere ville opsende en efterfølger til Hipparcos, så det forhørte han sig om. De russiske ideer mente han ikke kunne bruges til så meget, men frøet om et nyt teleskop var sået, så Erik Høg gik til tegnebordet for at se, hvordan et sådant kunne se ud.

En milliard pixels

I 1992 opstod forslaget til Gaia så. Nyskabelsen var bl.a. de 106 CCD-sensorer (charge coupled devices), som hver især udgør et kamera på blot 6x4,7 cm. Sammenlagt udgør de et milliard-pixel-kamera, som omformer lyset til elektricitet, som bliver lagret som pixels, der bliver læst af instrumentets computer.

Sensorpakken havde den fordel, at den kunne måle på mange stjerner samtidig, hvor Hipparcos var begrænset til én stjerne ad gangen.

Men kataloget stopper ikke her. Sammen med en arbejdsgruppe sendte Erik Høg så sent som i sidste uge en ansøgning til ESA med ønskedesignet til Gaia 2, som han foreslår bliver opsendt om 20-25 år.

I ansøgningen foreslår han bl.a., at Gaias to prismer erstattes af fire farvefiltre for at få bedre nøjagtighed for de svagere stjerner, og så går han efter detektorer, som kan måle på de infrarøde bølgelængder, så det også bliver muligt at se igennem de interstellare skyer og dermed giver mulighed for at få de koldere stjerner i Mælkevejens centrum med.

»Gaia er 1 mio. gange mere følsom end Hipparcos, som indeholdt fotontællere, som endda kun kunne detektere hver 20. foton, og Gaia 2 vil bl.a. kunne måle stjernernes hastighed ti gange så nøjagtigt og se dem, der står ganske tæt ved hinanden,« siger Erik Høg.

Emner : Stjerner