Galakseklumper i sydenland

Det finnes mange gode grunner til å reise til Kanariøyene om sommeren. En av disse er at man kan studere hvordan galakser har klumpet seg opp gjennom universets historie, og dermed finne ut en god del om hvordan universet vårt er skrudd sammen.

Nordic Optical Telescope på La Palma (klikk for større)

Astronomer vil helst gjøre sine observasjoner fra steder med lite skyer og stabile værforhold, noe som ikke er ulikt ønskene til en solhungrig nordmann etter en fuktig vår, og noen av de aller beste observasjonsforholdene man kan finne på den nordlige halvkule ligger på La Palma, en av Kanariøyene. Her finner vi blant annet Nordic Optical Telescope (NOT) som eies og drives av de nordiske landene i fellesskap.

Selv er jeg strengt tatt en teoretisk skolert astrofysiker som kan pinlig lite om teleskoper og slikt, men jeg var heldig og fikk være med da kollega Håkon Dahle trengte en medobservatør til et observasjonsprosjekt i slutten av juni i år. Observasjonene var en del av et større program for å måle avstander til galaksehoper, altså klumper av galakser, og målet er å danne seg et komplett bilde av hvordan galakser har klumpet seg gjennom den siste halvdelen av universets historie.

Å skaffe seg en oversikt over galaksehoper over hele himmelen er i utgangspunktet en temmelig håpløs oppgave. Fjerne galaksehoper lyser svært svakt på himmelen og himmelhvelvingen er stor, så man er avhengig av å vite akkurat hvor man skal lete. Prosjektet hadde derfor ikke vært mulig uten å ta utgangspunkt i observasjoner fra Planck-satellitten. Planck ble skutt opp i 2009, og dens hovedoppgave er å studere den kosmiske bakgrunnsstrålingen, mikrobølgestråling som stammer fra universets barndom, bare 400 000 år etter Big Bang. Vi snakker altså om lyspartikler, eller fotoner, som har reist gjennom rommet i nesten 14 milliarder år før noen av de ender sin ferd i en detektor ombord på Planck-satellitten.

Noen av disse fotonene har også reist gjennom galaksehoper på veien, noe de ikke har blitt helt upåvirket av. Mellom galaksene i en galaksehop er det en tynn, tynn gass med høy temperatur. Av og til vil varme og raske elektroner i denne gassen gi de passerende mikrobølgenefotonene et lite «dytt» slik at energien til disse fotonene øker. Når en mikrobølge som har passert gjennom en galaksehop når fram til detektorene i Planck, vil de derfor ha med seg litt mer energi enn de ellers ville hatt. Ved å se etter små, varme mikrobølgeflekker i data fra Planck kan vi derfor peke ut hvor galaksehopene må ligge. Og siden Planck scanner over hele himmelen, vil vi også få en komplett oversikt over slike galaksehoper. Mekanismen som er beskrevet her kalles Sunyaev–Zel’dovich-effekten, oppkalt etter fysikerne Rashid Sunyaev og Yakov  Zel’dovich. Dette høres kanskje ikke ut som de mest sympatiske velgjørerne i en James Bond-film, men du verden så dyktige fysikere!

Ut fra slike varme flekker i Planck var det allerede tatt bilder av en rekke slike galaksehoper, og oppgaven vår på NOT var å følge opp noen av disse hopene og måle nøyaktig avstand til dem. Vi bor i et univers som utvider seg, og lysbølger som beveger seg gjennom et voksende univers vil også strekkes ut og bli lenger. Jo lenger lyset har reist, jo mer strekkes det ut. Ved å se på hvor mye lysbølgene har strukket seg, såkalt rødforskyvning, kan vi derfor beregne avstanden til galaksehopene.

Og hva så? Når vi vet hvor mange og hvor store galaksehoper som fantes i forskjellige deler av universets historie kan vi begynne å sammenligne med teoriene våre. Hvor mye mørk materie trenger vi for å forklare observasjonene? Hvordan må den mørke energien oppføre seg for å stemme med det vi ser? Er observasjonene konsistente med Einsteins generelle relativitetsteori? Og ikke minst, er de konsistente med andre typer observasjoner vi gjør av universet? Det vil vi få svar på etterhvert. Men først må det gjøres flere observasjoner av galaksehopene, og da vanker det kanskje en ny tur til vakre La Palma?

Melkeveibåndet over Roque de los Muchachos, La Palma. (klikk for større versjon)

Legg igjen en kommentar

Fyll inn i feltene under, eller klikk på et ikon for å logge inn:

WordPress.com-logo

Du kommenterer med bruk av din WordPress.com konto. Logg ut / Endre )

Twitter picture

Du kommenterer med bruk av din Twitter konto. Logg ut / Endre )

Facebookbilde

Du kommenterer med bruk av din Facebook konto. Logg ut / Endre )

Google+ photo

Du kommenterer med bruk av din Google+ konto. Logg ut / Endre )

Kobler til %s