Hvordan er støv- og gasskyer omkring nydannede stjerner blevet til planeter? Og hvor tidligt kan man spore livets byggesten tilbage til?
Det skal danske astronomer være med til at udforske med 66 helt nye astronomiske teleskoper, som samlet set går under navnet Atacama Large Millimeter Array (ALMA).
ALMA er netop blevet færdigbygget i Chile og starter nu officielt observationer. Selvom ALMA-observatoriet først vil være færdigbygget i 2013, er det allerede nu det bedste af sin slags.
Danskere slap i gennem nåleøjet
Astronomer fra hele verden står i kø for at få adgang til teleskopet. Ud af mere end 950 ansøgninger er omkring 30 europæiske projekter blevet udvalgt til de første videnskabelige undersøgelser med teleskopet. Deriblandt er danske forskere fra Niels Bohr Institutet.
»Det er fantastisk, at vi har fået observationstid på dette banebrydende nye teleskop. Det betyder, at vi kan være med helt fra starten,« siger den danske astrofysiker Jes Jørgensen, der er leder af forskningsgruppen i Center for Stjerne- og Planetdannelse på Niels Bohr Institutet, i en pressemeddelelse.
Vil studere nye planeters opståen
Jes Jørgensen fra Niels Bohr Institutet forsker i oprindelsen af solsystemer som vores eget. Med de nye, ekstremt følsomme teleskoper, vil det være muligt at zoome ind og studere de fine detaljer i strukturen af de tætte gas- og støvskyer omkring helt unge stjerner – og dermed lære mere om, hvornår og hvordan nye planeter opstår.
Ud over at studere de fysiske egenskaber af støvskyerne, vil den danske forskningsgruppe også studere deres kemiske struktur. Ud fra den nøjagtige kemiske sammensætning af gassen kan de finde svar på, hvor og hvornår der dannes vand og organiske molekyler – de første grundlæggende byggesten på vejen til liv.
»Vi vil gerne studere den roterende skive af gas og støv, som samler sig og bliver til planeter for at finde ud af, hvornår planeter begynder at blive dannet. Det støv er skjult for selv højtavancerede teleskoper, men ikke for de nye ALMA teleskoper,« fortæller Jes Jørgensen.
En opdagelsesrejse i universets fortid
Astrofysiker Thomas Greve i Dark Cosmology Centre på Niels Bohr Institutet deltager også i et forskningsprojekt, som har fået observationstid på ALMA teleskoperne.
Formålet med dette projekt er at studere dannelsen af de første galakser i det fjerne univers – det svarer til et tidspunkt, hvor universet kun var 20 procent af dets nuværende alder. Ikke alene er disse ’ur-galakser’ ekstremt langt borte, men de indeholder også enorme mængder gas og støv mellem stjernerne, som forhindrer stjernelyset fra disse galakser i at nå os.
De meget tidlige galakser er så langt borte og så lyssvage, at de normalt er svære at se. Men hvis der befinder sig en hob af galakser på den synlige linje mellem ur-galaksen og Jorden, vil tyngdekraften fra galaksehobens tusindvis af galakser bøje af og fokusere lyset fra ur-galaksen, som forstærkes kraftigt. Den effekt virker som et kosmisk forstørrelsesglas.
»På grund af denne linseeffekt vil vi ikke alene kunne studere disse meget unge galakser i ekstrem høj rumlig detalje, men vi vil også kunne finde ’eksotiske’ molekyler som for eksempel vand – det er ekstremt spændende og kan kun gøres med ALMA,« fortæller Thomas Greve.
Resultatet af forskningsprojektet vil være en langt bedre forståelse af, hvordan de største galakser dannet og udviklede sig. Men det vil også være muligt at fastslå, hvor effektivt de dannede stjerner, og hvor hurtigt deres gas blev beriget med støv og ’komplekse’ molekyler.
Kort sagt: en opdagelsesrejse i universets fortid.
ALMA er velegnet til at studere fjerneste galakser
ALMA-observatoriet skal lave observationer af millimeter- og submillimeter-stråling, der er en mellemting mellem radiostråling og infrarødt lys (varmestråling).
Denne stråling er meget vanskelig at observere fra jordoverfladen, da atmosfærens indhold af vanddamp forstyrrer. Det er derfor, at ALMA bygges på Chajnantor-sletten i Chile i fem kilometers højde.
Observationer i millimeter- og submillimeter-området gør det muligt at studere de kolde, gas- og støvrige områder i universet, hvor nye stjerner og planeter fødes. Submillimeter-området er også meget velegnet til at studere de allerfjerneste galakser. På sin vej mod Jorden er lyset fra disse fjerne objekter nemlig blevet strakt så meget af universets udvidelse, at det her hos os er blevet til submillimeter-stråling.
Når ALMA er færdigbygget i 2013, skal det bestå af i alt 66 antenner, der vil kunne anvendes som ét stort eller flere større teleskoper. På nuværende tidspunkt er omkring en tredjedel af antennerne på plads.
ALMA er et internationalt samarbejdsprojekt, hvor både Europa, USA, Canada, Japan og Chile deltager. Europa repræsenteres af det Europæiske Syd Observatorium (ESO), som også Danmark er medlem af.
