ALMA TELESKOPERNE I CHILE. ALMA står for Atacama Large Millimeter/submillimeter Array. Det er et internationalt samarbejde mellem det Europæiske Sydobservatorium ESO samt USA, Japan og Chile. ALMA bliver blandt brugt til at observere planetsystemer, der kredser om fjerne stjerner. (Foto: Creative Commons Attribution 4.0 International license).

Teleskoper på Jorden

Der er mange store teleskoper i verden, som observerer rummet. Men Jordens overflade ikke er det bedste sted, når man skal udforske rummet.

Det er fordi, Jordens atmosfære hele tiden er i bevægelse, og desuden er fuld af støv og dis i form af vanddamp, og det slører billedet. Størsteparten af strålingen bliver desuden blokkeret af Jordens atmosfære og kan kun ses fra rummet.

Et af de steder på Jorden, der er jordteleskoper, er i Chile, nærmere bestemt Atacamaørkenen højt oppe i bjergene. Her er himlen klar og luften tør. Netop dér er man i gang med at bygge verdens største teleskop på Jorden E-ELT (European Extremely Large Telescope). Teleskopets spejl har en diameter på 39 meter.

På De Kanariske Øer står desuden et nordisk teleskop, som stadig bruges. Eksperter fra DTU Space var i sommeren 2019 på arbejde på De Kanariske Øer for at opgradere teleskopet, så det bedre kan bruges til at lede efter exoplaneter.

 

Teleskoper i rummet

Uden for Jordens atmosfære er der bedre betingelser for at tage billeder af stjerner, planeter, galakser og stjernetåger end på Jorden. Her kan rumteleskoperne opfange forskellige typer af lys. I 1990 opsendte NASA i samarbejde med ESA Rumteleskopet Hubble. Det befinder sig ca. 600 km fra Jordens overflade. Hubble teleskopet skal afløses af et næsten tre gange så stort teleskop, James Webb teleskopet, som opsendes i 2021. DTU Space har bidraget til udviking af James Webb teleskopet og deltager i missionen.

RUMTELESKOPET HUBBLE. (Foto: ESA).

JAMES WEBB. James Webb Teleskopet. (Illustration: NASA/Northrop Grumman).

James Webb rumteleskopet

James Webb rumteleskopet er større end noget andet teleskop. Det har et hovedspejl, der er 6,5 meter i diameter. Det giver et areal på 25 m2. Jo større spejl, jo mere lys kan det fange. Det store spejl skal fange lys fra fjerne stjerner og galakser. James Webb teleskopet er det næste store rumteleskop efter Rumteleskopet Hubble. Det skal opsendes omkring 2021. 

 

TESS teleskopet

TESS teleskopet leder efter exoplaneter – altså planeter, der ligner Jorden. TESS blev opsendt 17. April 2018, hvor det afløste teleskopet Kepler satellitten. TESS teleskopet har allerede opdaget flere planeter, som befinder sig inden for det, man kalder beboelige zoner i forhold til deres stjerne. TESS teleskopet har fire kameraer, som det skal bruge til at overvåge mere end 200.000 stjerner. Og det er stjernekameraer fra DTU Space, der hjælper det med at navigere.

TESS TELESKOPET. (Illustration: NASA's Goddard Space Flight Center).

RUMTELESKOPET HUBBLE. Rumteleskopet Hubble blev sendt op i 1990 og det har taget mange fantastiske billeder i rummet. Billedet viser Krabbetågen, som er en stjernetåge, der en en enorm interstellar sky af støv og gas. (Foto: NASA).

Rumteleskopet Hubble

Rumteleskopet Hubble blev opsendt den 24. april 1990 af NASA. Hovedspejlet er på 2,4 meter i diameter. Spejlet er meget glat, og det er et krav, når man skal fokusere ultraviolet lys. Hubble teleskopet optager også synligt lys og infrarødt lys, hvor der ikke er lige så høje krav til spejlene. Hubble teleskopet vejer godt 11 ton og er stadig i funktion. Hubble teleskopet har blandt andet fundet ud af at universet udvider sig hurtigere, end man tidligere mente. Og det har taget mange smukke billeder af galakser og stjernetåger.

Rumteleskopet Planck

Rumteleskopet Planck var et satellit-teleskop til kosmologisk udforskning. Det blev opsendt den 14. maj 2009 af ESA. Planck teleskopet var 4,2 meter langt, og det vejede 1,9 ton. Planck teleskopet har foretaget meget præcise målinger af universets mikrobølgestråling. Den fortæller om tiden kort efter big bang. Planck teleskopet kredsede omkring Solen og Jorden i en bane der lå cirka 1,5 mio. km uden for Jordens bane. Missionen er nu afsluttet. På baggrund af data her fra har man blandt kunnet beregne universet alder mere præcist end hidtil, nemlig 13,787 mia. år. Spejlene på Planck teleskopet var udviklet på DTU Space.

PLANCK. (Illustration: NASA).


 

SOLENS SPEKTRALLINJER. De grundstoffer der findes i en stjerne, absorberer lys med en bestemt bølgelængde. Det kan man se som sorte streger, når man optager billeder af en stjernes spektrum. Her er det Solens spektrum. De sorte linjer viser blandt andet forekomsten af grundstofferne hydrogen, helium, oxygen, calcium og jern. (Illustration: NASA).

Teleskoper og astronomisk spektroskopi

Spektroskopi er et af astronomiens vigtigste værktøjer. I astronomien bruger man spektroskopi til blandt andet at undersøge stjernernes temperatur, sammensætning og bevægelse. Det kan også bruges til at finde exoplaneter.

Lyset opfanges af store teleskoper her på Jorden eller af rumteleskoper. I kraftige teleskoper sidder en spektrograf, der kan opdele lysets spektrum i mere end 100.000 bølgelængdeområder. Det er langt mere end det menneskelige øje kan skelne mellem. Når man bruger spektroskopi til at undersøge galakser, får spektrografen lys fra milliarder af stjerner og varm glødende gas. Derfor indeholder det spektrum, man får, ikke så fine detaljer, som når man ser på bare én stjerne.

Hvad er stråling?

Her på Jorden kommer den største del af strålingen fra Solen. Stråling er energi, der udsendes i form af elektromagnetiske bølger eller partikler.

Noget af denne stråling kan vi se eller føle som varme. Vi kan se det synlige lys, og vi kan føle den infrarøde stråling. Andre stråler, som UV-stråling, røntgenstråler og gammastråler, er ikke synlige, og den type stråling kan vi kun observere fra rummet, da den bliver blokkeret af Jordens atmosfære. Selvom stråling kan have negative effekter både på biologiske og mekaniske systemer, så kan den også bruges til at få mere viden om de helt samme systemer.

Radiobølger

Radiobølger kan trænge gennem atmosfæren, så man kan både måle radiobølger med teleskoper på Jorden og i rummet. Derfor er der heller ikke mange radioteleskoper i kredsløb om Jorden.

Mikrobølger

Det første lys, der blev udsendt i vores univers, kan vi i dag registrere som mikrobølger. Det kalder vi for den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling. Planck teleskopet, der blev opsendt i 2009, var designet til at opfange denne baggrundsstråling.

Disse mikrobølger er interessante, fordi de kan fortælle os noget om forholdene i det helt tidlige univers lige efter big bang.

Infrarødt lys

Infrarødt lys bliver udsendt fra kølige områder med gas og støv, hvor nye stjerner dannes. Strålingen kan nemlig trænge igennem de tætte skyer af gas og støv. Rumteleskopet Herschel Space Observatory observerede infrarødt lys. Nogle af de tidligste og fjerneste stjerner og galakser er blandt andet studeret af Herschel Space Observatoriet, som var aktiv fra 2009 til 2013.

På Jorden bruger vi blandt andet infrarødt lys til øre-termometre, som via infrarøde sensorer kan registrere vores kropsvarme. Når vi har feber, udsender kroppen mere varme - og dermed infrarød stråling - end normalt.

Synligt lys

Synligt lys er det lys, som vores øjne kan opfatte her på Jorden. Det er lys med bølgelængder på mellem 380 og 750 nanometer. Synligt lys udsendes af stjerner som Solen. Billeder, der er optaget i synligt lys, svarer til dem, man kan se med øjet, hvis det var følsomt nok. Ved at opfange synligt lys, kan man observere stjerner og galakser. Lyset fra stjerner kan ramme planeter, og selv om de ikke selv udsender lys, så kan vi se dem, fordi de reflekterer lyset.

Kepler teleskopet var designet til at opdage exoplaneter ved at måle stjernernes fald i lys, når planeterne passerede ind foran. Exoplaneter er planeter, der kredser om en anden stjerne end Solen, og hvor der måske er betingelser for liv som her på Jorden. Kepler teleskopet fungerede fra 2002 til 2018.

Ultraviolet lys

Ultraviolet lys (UV lys) bliver udsendt af varme objekter. Det kan være store nyfødte stjerner. Jordens atmosfære absorberer en del af UV lyset. Derfor må man sende teleskoper uden for Jordens atmosfære for at observere denne stråling. På Jorden bruger vi blandt andet ultraviolet lys til at sætte en særlig stemning på diskoteker, til at afsløre fingeraftryk og til at undersøge om pengesedler er ægte. I ægte pengesedler er der nemlig indlagt et flourescerende felt, som lyser i UV lys.

Satellitten SOHO observerer blandt andet UV-lys. SOHO blev opsendt i 1995.

Røntgenstråling

Røntgenstråling afslører døde stjerner, der er blevet til supernovaer. Røntgenstråling kommer også fra samlinger af galakser, neutronstjerner og sorte huller – det vil sige områder med meget høje temperaturer. Røntgenstråling kan ikke trænge gennem Jordens atmosfære. Derfor kan vi kun observere denne type stråling fra rummet. Her på Jorden har vi fremstillet udstyr, der kan udsende røntgenstråling. Det bruger vi til at se ind i kroppen og tage røntgenbilleder af knogler og til at gennemlyse bagage i lufthavne.

Satellitten NuSTAR blev opsendt i 2012 af NASA. Missionen undersøger røntgenstråling for at forså dynamikkerne i sorte huller, stjerner der eksploderer, og galakser der er ekstremt aktive.

NuSTAR satellitten er udstyret med dansk spejl-teknologi, som er udviklet på DTU Space.

Gammastråling

Gammastråling stammer fra universets voldsomste eksplosioner, som for eksempel når en meget tung døende stjerne kollapser og ender som en hypernova, eller når neutronstjerner kolliderer. Gammaglimt er kortvarige og meget intense udladninger af gammastråling. Eftergløden fra et gammaglimt blev første gang observeret i 1997. Og sammenholdt med samtidige målinger af selve gammaglimtet, var forskerne i stand til at retningsbestemme gammaglimt. Det satte for alvor gang i forskningen i gammaglimt.

Rumteleskopet Swift Gamma Ray Burst Explorer er udviklet til at optage gammastråling. Teleskopet blev sendt op af NASA i 2004.

STRÅLING FRA RUMMET. Når en stor, tung stjerne har opbrugt alt sit brændstof, dør den i en gigantisk og dramatisk supernovaeksplosion. Disse eksplosioner er så kraftige at der dannes kosmisk stråling. (Foto: NASA).

Partikelstråling fra rummet

Man kan inddele stråling fra rummet i tre typer:

  • partikler fanget i Jordens magnetfelt
  • partikler, der er skudt ud i rummet under soludbrud
  • galaktiske kosmiske stråler, der er protoner med høj energi og tunge ioner med en oprindelse uden for Solsystemet.

Alle disse partikler er ioniserende stråling, som har tilstrækkelig stor energi til at kunne rive elektroner løs fra atomer. På den måde kan ioniserende stråling også ændre på kemiske bindinger i kroppen. Derfor er ioniserende stråling farlig for mennesker.