Det interstellära mediet i galaxer består av en blandning av neutrala atomer såväl som joniserad plasma. När den joniserade gasen, som också är elektriskt laddad, svävar runt inom en galax, skapar den ett magnetfält som tillsammans med medelfältet för alla stjärnorna inom galaxen kallas det galaktiska magnetfältet. För att få en känsla för dessa galaktiska fältstyrkor kan man jämföra med ett modernt kylskåp som har uppemot 100 gauss, jorden med dess 0.25-0.65 gauss. Gasrika spiralgalaxer har 60 mikrogauss och Vintergatan ungefär 10 mikrogauss. Dessa till synes minimala galaktiska värden är tillräckligt stora för att skapa problem för allmänna teorier om elektromagnetism, som hittills har misslyckats få ihop fältstyrkan med mängden observerad gas i galaxer. Det behövs alltså en viss ”exotisk” initialmagnetfält när en galax bilas för att det nuvarande galaktiska fältet ska nå styrkor upp mot tiotals mikrogauss.

I en nyligen publicerad artikel i tidsskriften Nature har man visat att ett så kallad Biermann-batteri tan vara tillräckligt för att få värdena att gå ihop och lösa gåtan. Denna effekt förklarar att ett magnetfält kan spontant uppstå när en krökt chockvåg går igenom ett joniserad medium. För att testa idén använde sig forskarna av en 500 mikrometer tjock koltråd inne i en joniserad heliumkammare. De bestrålade koltråden med laser tills den sprack och skapade en chockvåg som trängde sig igenom kammaren. Förhållandena kan mycket väl likna de i det protogalaktiska gasmolnet ur vilken en galax kan bildas, och det uppmätta magnetfältet ”råkar” vara det som behövs för att förklara galaxers magnetfält. Läs mera hos Oxfords universitet, Wired eller hos space.com.

Hubbleteleskopet har upptäckt en mängd tidigare okända galna pyttegalaxer som var mycket vanliga när universum var yngre. De små ljusa prickarna framträdde i långa exponeringar tagna med rymdteleskopet och deras ovanliga färger fick ett gäng astronomer med Arjen van der Wel i spetsen att haja till. Var och en av galaxerna innehåller motsvarande hundra miljoner solar, vilket inte är mycket om man är en galax: det motsvarar bara en hundradel av Vintergatans stjärninnehåll. Det som ligger bakom de små galaxernas ovanliga sken är att de bildar nya stjärnor i en takt som få liknande galaxer gör i dagens universum. Eller nästan inga: de nyupptäckta avlägsna små rackarna har en hel del gemensamt med Gröna ärt-galaxerna som upptäcktes 2009 (Universe Today, Astrobloggen) av medborgarastronomiprojektet Galaxy Zoos otaliga nätklickare. Att sådana galaxer finns över huvud taget tycks berätta att dagens små galaxer kan ha gått igenom liknande faser av tokigt stjärnskapande, något som galaxforskare inte riktigt har väntat sig. Mer om ärternas nyupptäckta släktingar finns i ett pressmeddelande från Hubbleteleskopet och en forskningsartikel som snart publiceras i Astrophysical Journal.

Herschelteleskopet kan inte ta bra bilder av de avlägsna galaxerna, men det är desto bättre på ta spektra (nedan) som skiljer ut enskilda molekyler och mäter hur snabbt de åker. Dvs fort. Bild: ESA/AOES Medialab

Herschel-forskarna, med tyska astronomen Eckhart Sturm i spetsen och svenske teleskopgeneral Göran Pilbratt så att säga bakom spakarna, har nämligen lyckats bevisa att galaxernas ivriga stjärnbildningstakt verkar liksom regleras av att dess bränsle läcker ut. Molekylgas strömmar ut i tusen kilometer i timmen och finns alltså inte kvar för fortsatt stjärnskapelse i mitten. Hastigheterna är förresten så pass höga att forskarna undrar om inte svarta hål i galaxernas mitt har ett finger med i molekylsprutspelet. I pressmeddelandet hos ESA understryker lite torrt Pilbratt kuligheten i det hela.
– Genom att faktiskt se dessa molekylära flöden har Herschel levererat de bevis som astronomerna länge sökt efter för att kraftfulla processer som hindrar stjärnbildningen pågår i galaxerna och som dramatiskt påverkar deras utveckling, säger han.
ESA har information både på svenska och på engelska, och forskningsartikeln finns på ArXiv.

Om vi sparar Copeland själv ett stycke, så kan vi först konstatera att denna täta konstellation består av sju galaxer fördelade på ett område ungefär så stort som en tjugofemtedels fullmåne. De har NGC-numren 3745, 3746, 3748, 3750, 3751, 3753 respektive 3754. Hopen som sådan katalogiserar också som HCG 57 och Arp 320 (i det senare fallet ingår inte NGC 3751). Galaxerna är gravitationellt bundna till varandra, men det finns också indikationer på att några av dem håller på att falla samman. Gruppen ligger på ungefär 400 miljoner ljusårs avstånd. Som framgår av bilden nedan rymmer fältet ytterligare en rad mycket ljussvaga galaxer, men dessa ligger betydligt längre bort och tillhör alltså inte gruppen.

Därmed till astronomen i fråga. Ralph Copeland (1837–1905) var en engelsk astronom verksam först hos William Parsons (Lord Rosse) vid observatoriet på Birr Castle i Irland, och senare som ”Astronomer Royal” vid The Royal Observatory i Edinburgh. Under sin karriär upptäckte han trettiofem djuprymdsobjekt och gjorde också viktiga insatser inom spektroskopin. Därutöver investerade han en stor del av sin tid i att planera och genomför astronomiska expeditioner av olika slag och han blev med tiden en ytterst vittberest man. Han deltog bland annat i expeditioner till Grönland (1869) för att göra en del geodetiska undersökningar, till Mauritius (1874) och Jamaica (1882) för att observera Venus-passagerna, och till Vadsö i Nordnorge (1896), Indien (1898) och Spanien (1900) för att observera solförmörkelser.

Ralph Copeland (1837–1905)

Den lilla galaxhopen upptäckte han i februari 1874 under sin tid hos William Parsons och med hjälp av den berömda Leviathan, ett teleskop som med en öppning på 1,8 meter var världens största fram till början av 1900-talet. Copeland var egentligen på jakt efter en galax (eller nebulosa som man sa vid tiden) som tappats bort men upptäckte dessa istället. Upptäckten publicerades först i William Parsons Observations of nebulae and clusters of stars made with the 6-foot and 3-foot reflectors at Birr Castle from the year 1848 up to the year 1878 (1880) men letade sig senare in i det blivande standardverket New General Catalogue där galaxerna också fick de nummer de fortfarande har. På katalogens förkortade manér beskriver Copeland fem av de sju galaxerna i gruppen som ”pB”, det vill säga ”pretty bright” och två som ”F”, ”faint” respektive ”vF”, ”very faint”.

För att få perspektiv på Copelands ”Pretty bright” kan man försöka sig på att observera hopen själv. För att se de ljusstarkaste galaxerna krävs en riktigt mörk himmel och ett teleskop om cirka 250 mm öppning (några observationsrapporter kan man hitta på DeepSkyPedia). Här måste det dock understrykas att galaxerna är allt annat än påtagliga och att ett utskrivet fotografi därför kan vara ett gott stöd. En observationsguide med kartor och fotografier för alla Hickson-grupper kan laddas ner på den tyska amatörastronomen Reine Vogels hemsida (PDF, septetten återfinns alltså som nummer 57).

Clear skies!

/Johan

PS. Som kuriosa kan tilläggas att det också fanns en Ray Copeland som spelade trumpet i en septett, men det är en helt annan historia. DS.

NGC 4565 heter galaxen: men vad heter utbuktningen i mitten? (Bild: ESO)

Experterna är alltså långt ifrån överens om vad en galax’ mittparti ska heta på svenska. De flesta yrkesastronomer jag talat med undviker problemet och använder engelskans bulge. Om man pressar dem säger de att det kanske egentligen borde heta ”central utbuktning” eller till och med ”central ansvällning”. Inte att undra på att ingen säger så när det kommer till kritan. ”Centrum” och ”mitt” går förresten bort: de används redan för det lilla området runt galaxens supertunga svarta hål.
Ett tufft läge rent språkligt, alltså. Men det finns faktiskt tre kandidater till en term på svenska som alla undviker tvetydighet och krånglighet.

• BULB Astronomen Nils Ryde vid Lunds universitet myntade ordet bulb till en artikel i Forskning och framsteg 2008: Vintergatans bulb. Han berättar att inspirationen kom, som med så många andra fina låneord, från franskan: bulbe galactique säger man i Paris och därikring. På svenska är det kanske annars mest knölkännare till botaniker som vet vad en bulb är.
• BULLE Galaxastronomen Magnus Thomasson här i Onsala berättar att när Sveriges galaxforskare ännu var få valde han och de närmaste kollegorna konditoriernas mesta runda form som språklig inspiration: bulle fick det heta. Det känns hemtrevligt och kopplingen till kanelbullens spiralform passar givetvis bra.
• BULA Hur galaxerna blir lite tjocka om midjan är en het fråga inom forskningen, och allt pekar på att en dust med en annan galax, eller till och med ett sammangående, som ger spiralgalaxerna sin klassiska form. En renodlad skivgalax blir alltså slagen – och får naturligtvis en bula. Direkt och lätt att komma ihåg, bula påminner dessutom om en av engelska ordet bulges andra betydelser. Nils Ryde berättar förresten om ett tillfälle då han hade journalistbesök och sökte på nätet efter galaxbulber för att visa upp. Han blev generad när Googles bildsökfunktion visade mest bara manliga underklädesmodeller.

Det kanske framgår vilket ord som vi har valde som vår favorit av dessa tre. Men vad tycker du själv? Har du rentav en bättre idé än de här förslagen? Skriv och sätt din prägel på Sveriges galaxforskning!

Hubbleteleskopet har hittat en galax vars ljus började resan hit bara 480 miljoner år efter big bang (pressmeddelande från NASA/ESA, SvD, DN). Därmed visas upp ett ungt universum som tidigare bara anats då galaxernas stjärnbildningstakter höll på att öka dramatiskt. Om upptäckten kan bekräftas blir det första gången en galax setts så långt bort att universums expansion sträckt ut dess ljus med hela 11 gånger: i astronomjargong en rödförskjutning på 10.
Till skillnad från fjolårets lilla galax som slog rekord i tillbakablickar och avstånd (som vi rapporterade om i oktober 2010 så är avståndet till nyupptäckta galaxen UDFj-39546284 inte bekräftat. Dess ljus, uppmätt i olika filter, pekar mot att den är mycket avlägsen men utan ett regelrätt spektrum kan astronomerna ännu inte ropa hej.

Zooma in från stjärnbilderna till avlägsna galaxen UDFj-39546284, sedd som den var bara 480 miljoner år efter stora smällen med Hubbleteleskopets nya kamera WFC3. (Film: NASA, ESA, G. Illingworth och R. Bouwens (UCSC) och HUDF09-teamet)

Forskarna är dock säkra på en sak: att stjärnbildningstakten i sådana galaxer några hundra miljoner år efter big bang höll på att öka lavinartat (se forskningsartikeln (pdf) som publiceras i veckans Nature). Hade de unga galaxernas stjärnproduktion varit kraftigare hade de sett fler än bara en kandidatgalax från den här tiden, menar astronomen Rychard Bouwens och hans kollegor. De misstänker dessutom att ljuset av små, blå galaxer som UDFj-39546284 inte kan räcka till för deras tids största uppgift: att skingra vätedimmorna i universum och skapa det joniserade kosmos vi känner idag. Det är ett problem för astronomer och något som framtidens teleskop för både synligt ljus och andra våglängder kommer att ta itu med.

År 2006 förlorade Pluto sin planetstatus efter att astronomer röstat om saken. Nu kan hela galaxer gå ett liknande öde till mötes. Är de minsta galaxern ‘bara’ stjärnhopar – och är de största stjärnhoparna egentligen galaxer?

Nya upptäckter om de minsta galaxer och de största stjärnhoparna visar att skiljelinjen mellan stjärnfamiljerna inte är så tydlig som man har trott. Nu vill astronomerna Duncan Forbes och Pavel Kroupa att astronomer – eller för den delen alla intresserade – ska få rösta om var gränsen ska gå mellan stjärnhop och galax. Idén släpptes den 20 januari i en vetenskaplig artikel och ett pressmeddelande.

Stjärnhop? Stjärnfattiga
dvärggalaxen Herkules.
Bild: LBT/MPIA

Bakom utspelet ligger en större debatt inom den moderna astronomin – den om den mörka materian, som ju står för hela 75 procent av massan i universum. Stjärnhopar visar inga tecken på mörk materia medan de minsta galaxerna innehåller stora mängder. Kroupa tycker att galaxerna kring Vintergatan motbevisar teorierna om mörk materia som annars gjort succé bland forskare, framförallt som förklaring för hur universum ser ut på de största skalorna. Detta propagerar han för på bloggen The Dark Matter Crisis, och i december debatterades frågan i en Great Dark Matter Debate i Bonn, Tyskland (som förresten finns inspelad på Youtube) där Kroupa hade som motståndare professor Simon White.

De flesta astronomer är trots allt rätt säkra på att mörk materia verkligen finns, och teorins succéer som till exempel Gevärskulehopen övertyger de allra flesta. Men det finns gott om utrymme för konkurrerande teorier att ge sig in i leken, i synnerhet så länge experimenten som letar mörk materia-partiklar hittar inget. Omröstningen finns på nätet på http://www.surveymonkey.com/s/wlrjmws. Mer om de minsta galaxerna kan du läsa i Populär Astronomis decembernummer.

Peter Nilson. Foto: Ulla Montan.

Peter Nilson (1937-1998) är förstås välbekant som populärvetenskaplig och skönlitterär författare. Till hans mer uppskattade böcker hör Rymdväktaren (1995), fortsättningen Nyaga (1996) och Himlavalvets sällsamheter (1977), en bok som för övrigt gjorde ett enormt intryck på mig i min ungdom. Lika känt är kanske inte att Nilson innan han lämnade akademin 1977 också varit professionell astronom. Efter sin grundutbildning vid Uppsala universitet arbetade han från 1965 som amanuens och senare som forskarassistent vid observatoriet. Det är under dessa år som katalogen kommer till.

Inledningen till Nilsons katalog innehåller en lång historisk mönstring som diskuterar tidigare astronomiska kataloger liksom deras relevans för modern galaxastronomi. Det är inte utan att man undrar varför ytterligare en katalog var av nöden. En förklaring finns emellertid i Nilsons syftesbeskrivning: “Man kan förvänta sig att en katalog av detta slag ska komma till användning på tre sätt: för det första, som ett referensverk vilket ger grundläggande data för ett stort antal galaxer på den norra himlen; för det andra, som en tämligen homogen datamängd som kan användas för statistiska undersökningar; för det tredje, som en guide för att välja ut objekt vid olika typer av observationsprogram, som exempelvis studier av interagerande galaxer [min översättning].” Och med dessa ambitioner dög inte de äldre katalogerna. Många av dem, som exempelvis den stor NGC/IC-katalogen, var kompilationer, det vill säga man hade samla data från en lång rad observatörer som hade arbetat under högst olikartade förhållanden och med lika varierande utrustning. Till detta ska förstås läggas att många av de äldre katalogerna tillkommit innan astronomerna lyckats göra skillnad på extragalaktiska nebulosor (vad vi numera kallar galaxer) och galaktiska nebulosor (gasmoln av varierande storlek och art i vår egen galax, Vintergatan), vilket förstås var ytterligare ett problem. Var man som Nilson, och även hans handledare Holmberg, intresserad av att göra statistiska undersökningar av galaxerna så var dessa förhållande tillräckligt besvärande för att ta saken i egna händer.

Grodyngelgalaxen, även känd som UGC 10214. Bild: NASA, H. Ford/JHU, G. Illingworth/UCSC/LO, M.Clampin/STScI, G. Hartig/STScI), ACS Science Team, ESA

Nilson påbörjade arbetet med katalogen vid mitten av 60-talet. Precis som flera av de astronomer vi stött på i de senare delarna av serien arbetade han med de så kallade POSS-plåtarna, en fotografisk atlas för astronomiskt bruk över den norra stjärnhimlen. Ambitionen, som han formulerar i inledningen till katalogen, är att den ska förteckna alla galaxer på den norra stjärnhimlen ner till en skenbar magnitud av 14,5. Mer konkret sökte han systematiskt igenom POSS-plåtarna tre gånger för att hitta alla galaxer de avtecknar. Han identifierade dem i förekomna fall i relation till andra kataloger, mätte upp deras position, skenbara storlek, orientering och beskrev och klassificerade dem också i olika typer. Med tanke på att den publicerade katalogen rymmer 12.921 objekt är detta inget annat än imponerande.

Uppsala general catalogue of galaxies: Data for 12, 921 galaxies north of δ=-2o30′ publicerades 1973 i Uppsala astronomiska observatoriums annaler. Men till skillnad från några av sina föregångare i katalogbranschen valde Nilson att inte låta den tjäna som doktorsavhandling. Den kommer istället året därpå och är med utgångspunkt i data från katalogen ägnad en statistisk undersökning av galaxernas orientering i rummet.

Och med detta sagt går denna långa serie till vila – läs alla Katalogaria-inläggen här. Givetvis återstår en förskräcklig massa kataloger, många av dem historiskt intressanta, men framöver kommer jag skriva om något annat. Jag avstår också från att ge några direkta förslag på observationer från UGC-katalogen, och hänvisar istället till Steinicke & Jakiels Galaxies and How to Observe Them där UGC-objekt behandlas på s. 136.

Clear skies

/Johan

En blick ut i universum är som bekant en blick in i det förflutna – nu har astronomer hittat den hittills yngsta och mest avlägsna klunga av galaxer. Galaxerna i en galaxhop som upptäckts kring den märkliga galaxen COSMOS-AzTEC3 framträder bara som några prickar bland ett myller av mer närliggande galaxer och stjärnor i bilden ovan. Men dess medlemmar, sedda som de var när universum bara var drygt en miljard år gammalt, är inte som galaxer är idag. Här finns en ljusstark kvasar, flera galaxer som håller på massproducera nya stjärnor (bland dem AzTEC3 själv), samt gigantiska mängder kall gas som så småningom kommer att kunna bilda nya stjärnor och galaxer. Forskningen rapporteras i veckans nummer av tidskriften Nature (sammanfattning här) och i ett pressmeddelande från NASA.
Att hitta galaxer från universums ungdom är inte lätt, och att hitta hopar av dem är snäppet svårare. NASA-astronomen Peter Capak med kollegor leddes till upptäckten av en enda galax, AzTEC-3, som lyser ovanligt starkt i ljus med våglängd strax under en millimeter. Sådana submillimetergalaxer är heta byten för dagens astronomer, bland dem min kollegor vid Onsala rymdobservatorium Daniel Johansson Haukur Sigurðarson och Cathy Horellou, som precis publicerat en artikel om hur de letat extrema galaxer med hjälp av teleskopet APEX – och närliggande galaxhopar som en extra, naturlig lins ute i kosmos.

Holländska läraren Hanny van Arkel är en helt ny typ av astronomisk kändis. Drygt tre år sedan var hon bara en av de tusentals entusiaster som fastnade framför datorn och klickade på galaxbilder åt crowdsourcing-projektet Galaxy Zoo. Bland bilderna från kartläggningsprojektet SDSS blev hon nyfiken på en galax med en egendomlig blå fläck under den. ”What’s the blue stuff below?”, frågade hon på Galaxy Zoos forum, och jakten på en förklaring var igång. Objektet kallades Hanny’s Voorwerp (Hannys objekt).
Forskare kopplades in, uppföljningsobservationer gjordes och i en forskningsartikel som publicerades 2009 föreslog astronomen Chris Lintott med kollegor (däribland Hanny själv) en möjlig förklaring. Observationerna visar att det blåa objektet är ett stort och ovanligt hett gasmoln som troligen lyser på grund av att den bestrålats från galaxen intill. Men av vad? Spiralgalaxen IC 2497 är inte speciellt udda. Slutsatsen är att tills nyligen innehöll galaxen en starkt lysande kvasar i sin kärna: alltså det synliga kännetecken av ett hungrigt supertungt svart hål i mitten av en ung galax. Tills nyligen, alltså: för kanske bara hundra tusen år sedan slocknade kvasaren, medan gasen i Hannys Voorwerp lyser ännu.
En helt ny bild, tagen med Hubbleteleskopet, presenteras idag vid Amerikanska astronomiska sällskapets vintermöte i Seattle (pressmeddelande hos Hubbleteleskopets europeiska hemsida). Bilden visar att gasen i Hannys objekt hör samman med gasen i galaxen, och tycks bekräfta att objektet bildades när gas rivits loss i en tidigare krock mellan IC 2497 och en mindre, gasrik galax.

Vad är den blåa grejen nedtill? undrade Hanny.
Bild: SDSS

Hanny van Arkel har en egen hemsida med allt om henne själv, Galaxy Zoo och historien om hennes objekt och hur den förklarats. Storyn har också blivit en tecknad serie. Astronomen Bill Keels sida om Hannys Voorwerp samlar info om forskningen kring det. Hanny rapporterar dessutom idag från mötet i Seattle på sin blogg och berättar hur det är att vara en alldeles modern amatörastronomisk kändis.

Små röda stjärnor är fler än man tidigare trott i galaxer som denna: NGC 4472 i stjärnbilden Jungfrun. Bild: WikiSky/SDSS

Om de här stora runda galaxerna har fler små röda stjärnor, röda dvärgar, än väntat, då finns det kanske fler i hela universum. Hur många det blir är fortfarande en fråga som knappt går att ge ett vettigt svar på. Forskarna anger försiktigt nog ingen siffra i sin artikel, och inte heller står det att läsa i pressmeddelandet. Pressad i en intervju på space.com höftar van Dokkum med trehundratusen triljoner (3×10²³) men varnar att det är ganska osäkert.
Varför vill inte astronomer uttala sig om något så enkelt som antalet stjärnor? Jag tror att de vill som alla andra hålla sig till saker de har koll på, kan uppskatta med säkerhet och användning av. Visst, det kan finnas triljoner med planeter därute runt dessa stjärnor, vi vet inte ännu.
Ett steg i taget och lagomt med superlativen ska det vara om det ska vara vetenskapligt. Med de nya mätningarna kan astrofysiker göra bättre beräkningar inte bara på antalet stjärnor utan hur de runda galaxerna får och behåller sina stjärnor, varför spiralgalaxerna gör annorlunda, och vad det betyder för vad vi tror om hur stjärnor, planeter, bakterier och människor kommer till.

HII-regioner i M33. Notera NGC 604 upp till vänster. . (Foto: Ray Gralak. För en nytagen bild i färg, se Dagens astronomibild för 3 december)

I förra delen av serien nämndes i förbigående att de så kallade POSS-plåtarna som Abell använde för att leta efter galaxhopar också kom till användning för andra katalogiseringsprojekt. Ett sådant genomfördes ungefär samtidigt vid United States Naval Observatory Flagstaff station av den numera pensionerade amerikanske astronomen Stewart Sharpless. Eftersom plåtarna avbildade hela den norra stjärnhimlen, och drygt så, lämpade de sig också väl för att leta efter Vintergatans H II-regioner.  Sharpless ambition var att upprätta en katalog över dessa regioner för att med dess hjälp försöka bestämma hur Vintergatans spiralarmar löper.

Katalogen publicerades i två delar (1953 och 1959) och rymmer tillsammans 313 HII-regioner från framförallt den norra stjärnhimlen (idag refererar man normalt till den andra katalogen och använder därför beteckningar på formen Sh2-xx). Sharpless berättar i inledningen till den första artikeln att ett problem i arbetet varit att sortera bort andra typer av nebulosor, speciellt planetariska nebulosor (rester efter exploderande stjärnor) och reflexionsnebulosor (moln av dammpartiklar som inte lyser själva utan bara reflekterar ljuset från närbelägna stjärnor). Senare studier har visat att han inte riktigt lyckades med detta och katalogen innehåller både planetariska nebulosor, supernovarester liksom två galaxer.

När Sharpless analyserade sina data kunde han till att börja med styrka idén om den inre så kallade Sagittariusarmen, men också visa att den kröker sig och försvinner bort mot stjärnbilden Skölden. Vidare kunde han påvisa en krökning av Orionarmen, den spiralarm solen befinner sig i, och att den verkar dela sig i två. Det visade sig också att Perseus-armen är glesare befolkad än de andra armarna. Slutligen kunde han genom att argumentera för att HII-regionerna också definierar det galaktiska planet beräkna positionen för de galaktiska polerna med betydligt större noggrannhet än tidigare, liksom visa att solen befinner sig ett gott stycke (under eller över) det galaktiska planet. En modern representation av Vintergatans spiralarmar återges nedan.

Schematisk figur över intergatans spiralarmar. Bilden från ”Guidance online for astronomy teachers”.

För den som vill följa Sharpless i spåren och försöka få en skymt av Vintergatans spiralarmar, finns det många objekt i katalogen att välja på, både för den som observerar med kikare eller med teleskop av olika storlekar. Flera av objekten, som exempelvis Kalifornien- och Nordamerikanebulosorna (Sh2-220 respektive SH2-117), är så stora att de gör sig bäst i en kikare eller ett litet teleskop. Andra som speciellt Orionnebulosan (Sh2-281) är så ljusstark att den kan ses för blotta ögat. Den senare undantagen, kräver emellertid H II-regionerna mycket goda himmelsförhållanden för att framträda. O III liksom H-betafilter kan också vara nödvändigt. För de allra största H II-regionerna, som Barnards loop (Sh2-276), har man kanske bäst chans om man helt enkelt håller upp filtret framför ögat.

Clear skies!

/Johan

Förra veckan var vi vid Imperial College värdar för det senaste London Cosmology Discussion Meetings (förkortningen LCDM är givetvis ett kosmologiskt internskämt) med cirka 40 deltagare – de flesta studenter – från Londonuniversiteten Imperial, Queen Mary och UCL. Vi hörde föredrag om galaxhopar, olika teorier om tyngdkraften, och om de kosmologiska följderna av den kosmiska inflationen. Ett riktigt bra anförande av UCL-forskaren Chris Sabiu gjorde mig uppmärksam på en häpnadsväckande artikel från 1941 av den svenske astronomen Erik Holmberg: “On the Clustering Tendencies among the Nebulae. II. A Study of Encounters Between Laboratory Models of Stellar Systems by a New Integration Procedure” (artikeln finns i ADS).

Artikeln innehåller ett av de första försöken att skapa en modell för hur tyngdkraften verkar mellan många himlakroppar samtidigt, och närmare bestämt mellan två växelverkande galaxer. Holmbergs modell utgår från ett galaxpar där varje galax bara innehåller 37 stjärnor. Men även denna till synes enkla modell är i praktiken enormt komplicerad att räkna på. För att vid ett givet tidssteg räkna ut den verkande kraften på en av modellens stjärnor skulle man behöva veta hur stor kraften var från alla de andra 73 stjärnorna. Dessutom skulle man behöva göra om samma beräkning för alla de 74 stjärnorna och för varje tidsteg i simuleringen. Det skulle helt enkelt vara för mycket arbete med penna och papper (de första digitala datorsimuleringar gjordes inte förrän tidigt på 1960-talet).

Två små galaxer gjorda av glödlampor visar var som händer när galaxer krockar. Tidvattenskrafter verkar olika om galaxerna snurrar åt samma (t v) eller åt olika håll (t h). Bild: från E. Holmberg (1941), Astrophysical Journal

Här kan man notera att titeln på Holmbergs artikel talar om ”Laboratory Models”: Istället för att räkna direkt på galaxmodellens stjärnor utnyttjade Holmberg en analogi med ett annat fysiskt system, nämligen ljuset, och använde denna för att bygga en fysisk modell. Ljusets styrka följer en kvadratlag precis som tyngdkraften gör. Dessutom kan både ljusstyrka och gravitationskraft adderas på ett enkelt sätt (inom fysiken kallar vi det superposition). Så i laboratoriemodellen ersatte han helt enkelt den teoretiska modellens stjärnor med vanliga glödlampor utplacerade på ett sådant sätt att de simulerade galaxernas stjärnor. Och genom att sedan sätta en ljusmätare vid var och en av dem, kunde har ersätta de 5000 beräkningarna som modellen skulle kräva för varje tidssteg med 74 mätaravläsningar.

Med den här utrustningen kunde Holmberg göra genuint nydanande forskning. Han kunde till exempel förstå hur tidvattenskrafter påverkar galaxer som växelverkar med varandra. Precis som månen påverkar våra världshav kommer galaxerna att förvränga varandras form.

Det här är ett underbart exempel på en analog dator, och helt enkelt en genialisk idé: att ta något som alla som någonsin pluggat fysik har lagt märke till – likheten mellan tyngdkraften och ljusstyrka – och att sätta det i arbete. Jag känner inte till många forskare som har haft en så pass kreativ idé ens en enda gång i sin karriär.

Andrew Jaffe

Runt varje gäng galaxer en genomskinlig bubbla i ett fram tills nu mörkt universum. En bild som ger ett hum om hur det såg ut bara några hundra miljoner år efter den stora smällen. (Bild: M. Alvarez, R. Kaehler, och T. Abel)

Då höll ljuset från de första generationer av stjärnor på att göra den tunna men alltomslukande gasen mellan galaxerna genomskinlig. Återjoniserings epok kallar forskarna den här tiden och galaxen UDFy38 verkar bekräfta deras för ännu rätt oprovade idéer om hur det var i universum då. Den nyuppmätta galaxen är nämligen lite för ljussvag för att alldeles själv kunnat rensa tillräckligt i vätedimmorna så att galaxljuset kunde börja den 13,1 miljarder långa färden mot framtiden och mot oss. Andra, mindre och för oss ännu oupptäckbara galaxer måste också redan ha tänts. Vi har alltså fått en första blick in i en ny tid i universums förflutna.
Som vanligt med nyheter från ESO var jag med och jobbade med pressmeddelandets svenska version. Se även TT/DN med sin spretiga kommentarstråd, och hos Vetenskapsradion.

När Popast-medarbetaren Kambiz Fathi inte bloggar så forskar han om galaxer. Nu har han upptäckt att det är något särskilt med galaxer som vår. Galaxer som liknar Vintergatan verkar vara vanliga och lätta att skapa trots alla invecklade processer som behövs för en galax ska bli till. Vintergator har dessutom varit de största spiralgalaxerna ändå sedan för 3-4 miljarder år sedan (pressmeddelande från Stockholms universitet, forskningsartikel på ArXiv.org, Science Daily). Genom universums sena historia har det alltså varit vanligt med just en sådan miljö som vi har här, kring solen i en av Vintergatans spiralarmar. Kanske innebär det att förutsättningarna för liv i väldigt många andra galaxer har varit lika bra som här. Jag skypade Kambiz på kontrollrummet till teleskopet APEX i Chile och ställde några kontrollfrågor.

Hej Kambiz! Du är ju på andra sidan klotet vid APEX-teleskopet i Chile just nu. Hur är vädret? Kan du säga vad du ska observera?
– Vädret ar inte så bra, men hela forra veckan hade vi kanonväder. Just nu tittar vi på kolmonoxidmolekyler i några ultraluminösa galaxer som inte går att se i synligt ljus.

Enligt din forskning så tycker universum på något mystiskt sätt om att bygga vintergator. Gillar universum sådana vackra spiraler, eller försöker det skapa större grejer men misslyckas?
– Nja. Spiralerna ar ju vackra, men universum ser inte på det på samma sätt. Universum bryr sig mera om storleken hos galaxen, och fortätningen i mitten av den. Oavsett galaxens totala storlek kan man inte packa ihop godtyckligt många stjarnor i dess centrum.

Jag har hört att det trots alla stora spiralerna fortfarande finns långt fler små galaxer. Om du får sticka ut hakan, tror du att de flesta levande varelser bor i stora fina vintergator eller i små mysiga mini-galaxer?
– I vintergator skulle jag saga. Just för att de små galaxerna till slut ändå kommer att slås ihop till vintergator.

Du plockade ut 30 000 galaxer från kartläggningsprojektet SDSS med hjälp av stora databaser och ett så kallat virtuellt observatorium. Hur många av galaxerna har du tittat på ordentligt?
– Jag tittade noggrant på delar av urvalet vid olika tillfallen, och varje gång rörde det sig om 200-300 galaxer. Så sammanlagt har jag tittat in på strax under 1000 galaxer.

Vad blir ditt nästa virtuella stjärnskådningsprojekt?
– Att studera hur länge detta fenomen har pågått. Är det något som endast gäller de senaste tre fyra miljarder åren – eller har det alltid varit så? Jag vill forstå om universum hat genomgått en dramatisk forändring under sin utveckling med avseende på galaxbildning, och i så fall när.