I kælderen på Aarhus Universitet har en forskergruppe igennem det seneste år haft travlt med at samle og bygge et nyt instrument. En såkaldt spektrograf, der kan afsløre intime detaljer om stjerner såsom deres alder og vægt.
Nu er spektrografen ankommet til Australien, hvor den er blevet koblet sammen med to nye teleskoper. Og Aarhus-forskerne er nu i fuld gang med at nærstudere nattehimlen for at teste og prøvekøre deres højteknologiske hjertebarn.
»Teleskoperne vil give os nogle helt exceptionelle data, fordi vi kan studere de samme stjerner i detaljen og over længere tid. Det kan vi bruge til at teste og forbedre vores modeller over, hvordan stjerner dannes og udvikler sig,« forklarer astronom Mads Fredslund Andersen på en skypeforbindelse fra Mt. Kent Observatoriet i Queensland, Australien.
Han tilføjer, at det nye udstyr også skal bruges til at opdage fjerne og ukendte verdener: De såkaldte exoplaneter, som er planeter, der kredser om andre stjerner end vores egen stjerne, Solen.
En del af et netværk
De to nye teleskoper og spektrografen skal være en del af et netværk af danskledede teleskoper, kaldet Stellar Observations Network Group (SONG).
\ SONG-teleskoper
SONG (Stellar Observations Network Group) er et danskledet projekt som går ud på at designe og opbygge et globalt netværk af teleskoper med en diameter på ca. 1 meter.
Indtil videre er kun et enkelt SONG-teleskop på Tenerife fuldt funktionsdygtigt, mens et tilsvarende teleskop i Kina er flere år forsinket. To nye teleskoper er netop opstillet i Australien.
Forskerne har udviklet software, som betyder, at SONG-teleskoperne kan styres helt automatisk.
Der er altså ikke brug for bemanding af teleskopet – det kan styres med en almindelig internetforbindelse fra hele verden.
Kilde: Aarhus Universitet
Videnskab.dk var med, da det første SONG-teleskop åbnede på øen Tenerife under stor pressedækning, champagne, skåltaler og en enkelt tåre (eller måske to) fra de danske forskere bag projektet.
Allerede ved åbningen af det første SONG-teleskop på Tenerife i 2014 fortalte idemanden bag SONG-projektet, Frank Grundahl, at forskerne drømte om at opstille i alt otte teleskoper rundt om på kloden.
»Idéen med at have et netværk af teleskoper er, at når Jorden drejer, og det bliver for lyst ved ét teleskop, kan man gå videre med sine observationer i det næste teleskop. På den måde kan man følge observationerne af stjerner og planeter over lange, sammenhængende tidsrum,« forklarede lektor Frank Grundahl fra Aarhus Universitet til Videnskab.dk ved åbningen af SONG-teleskopet.
Midt i en testfase
Indtil nu har Tenerife-teleskopet imidlertid været det eneste funktionsdygtige teleskop i netværket.
Men forskerne håber, at den australske tilføjelse til netværket snart vil være gennemtestet og klar til at levere videnskabelige data.
»Lige nu er vi i en fase, hvor vi tester og opsætter hele systemet,« siger Mads Fredslund Andersen, som er manager for SONG-teleskopnetværket, der hører under Stellar Astrophysics Centre på Aarhus Universitet.
Professor: Unikt instrument
SONG-teleskoperne skal primært studere såkaldte stjerneskælv, som er rystelser på overfladen af stjerner. En slags jordskælv, som blot foregår på stjerner.
En af de førende forskere inden for stjerneskælv, belgiske Conny Aerts, er begejstret for det danske teleskopnetværk.
»SONG-teleskopnetværket er specielt designet til at opfange rystelser på stjerner såsom vores egen stjerne Solen. Det gør det til et ret unikt instrument,« vurderer professor Conny Aerts, som ikke er en del af SONG-projektet.
\ SONGs resultater
I 2017 udkom det første videnskabelige studie baseret på data fra det danske SONG-teleskop på Tenerife.
Studiet afslører nyt om en af stjernerne i Hercules-stjernebilledet - læs mere i artiklen Dansk teleskop afslører intime detaljer om Hercules-stjerne
Herudover har SONG-teleskopet på Tenerife været med til at finde og bekræfte mindst fem hidtil ukendte planeter (se studier her, her, her, her og her)
Kilde: Mads Fredslund Andersen
Derfor er vi 'vilde med stjerneskælv'
Conny Aerts påpeger, at studier af stjerneskælv blandt andet kan gøre os klogere på, hvad der gemmer sig i stjernernes indre, og hvilke byggesten - grundstoffer - stjernerne består af.
»Vi er vilde med stjerneskælv, fordi de udgør den bedste måde at finde ud af, hvad der foregår i stjernernes indre og forudsige stjernernes fremtid.«
»Det er meget på samme måde, som når seismologer lærer om, hvad der foregår i Jordens indre, uden at de behøver bore et hul derind, men ved at studere jordskælv,« fortæller Conny Aerts, som er professor ved Institut for Astronomi ved universitetet KU Leuven i Belgien.
LÆS OGSÅ: TESS: Danskere retter nyt NASA-teleskop mod rystende stjerner
Sådan gør man
Det er spektrografen - instrumentet som er bygget i kælderen i Aarhus - der bruges til at lave målinger af stjerneskælv.
»Lyset fra stjernerne bliver indfanget af teleskoperne og sendt hen til spektrografen. Spektrografen kan sprede det hvide lys fra stjernen ud i regnbuens farver og måle intensiteten af hver enkelt farve - eller rettere hver enkelt bølge længde - i lyset,« forklarer Mads Fredslund Andersen.
Med andre ord måler spektrografen altså på farvespektret i det lys, en stjerne udsender, og astronomerne kan omregne disse farve-data til viden om stjernens alder, størrelse, grundstoffer og andre hemmeligheder fra stjernens indre.
Du kan læse mere om metoden i artiklen Sådan finder man ukendte planeter med nyt, dansk teleskop.
Hvad koster det?
Spektrografen og de to tilhørende teleskoper, som står i Australien, er ikke fuldstændig identiske med deres søster-teleskop på Tenerife. Tenerife-teleskopet har en diameter på 1 meter, mens de to teleskoper i Australien hver kun er 70 centimeter i diameter.
Generelt gælder det, at jo større teleskop, des bedre.
Men ideen er, at de to australske SONG-teleskoper tilsammen vil kunne fodre spektrografen med tilstrækkelig meget lys til næsten at kunne matche søster-teleskopet på Tenerife.
De to 70-centimeters teleskoper er begge fremstillet af et firma i USA, og prisen for to teleskoper er faktisk billigere end det ene, lidt større teleskop på Tenerife. Ifølge Aarhus Universitet kostede det 30 millioner at bygge det første teleskop på Tenerife, mens det nye setup i Australien med to teleskoper og en spektrograf, har kostet under 10 millioner tilsammen, oplyser Mads Fredslund Andersen.
Er det besværet værd?
Selvom 10 millioner umiddelbart kan lyde dyrt, er der tale om ren discount sammenlignet med store teleskoper rundt omkring i verden, som nemt beløber sig på mange hundrede millioner kroner.
Men er det virkelig besværet værd at bygge små, ‘billige’ teleskoper som SONG, når der findes så mange andre, meget større teleskoper rundt omkring i verden?
»Astronomien har selvfølgelig stor glæde af store teleskoper. Men asteroseismologer (forskere, som studerer stjerneskælv, red.) har ikke nødvendigvis brug for store teleskoper,« lyder svaret fra Conny Aerts.
Hun forklarer, at det er nødvendigt for asteroseismologer at have længere, uafbrudte studier af stjernernes rystelser, hvis de skal udvikle og forbedre vores viden om stjernerne. Derfor er det umuligt at få gode data ved hjælp af et enkelt teleskop på Jorden, idet dagslyset eller dårligt vejr konstant vil komme i vejen for at lave de uafbrudte målinger af stjernerne.
\ Asteroseismologi
Den gren af videnskaben, som beskæftiger sig med stjerneskælv, kaldes for asteroseismologi.
Navnet er en pendant til seismologi, som studerer jordskælv på vores egen planet.
Derfor er der brug for SONG
Netop derfor mener Conny Aerts, at SONG-forskernes ide om et netværk af relativt billige teleskoper, som er målrettet til studier af stjerneskælv er god og brugbar.
»Asteroseimologer kan bedre lide de relativt billige SONG-teleskoper end de store dyre teleskoper på vores planet, fordi de store teleskoper typisk ikke kan fungere i et netværk, og man får kun en begrænset mængde tid ved teleskopet - timer frem for måneder,« siger hun med henvisning til, at der er stor rift om pladserne ved store teleskoper og derfor får en forsker ofte kun kort tid ved teleskopet.
»De store dyre teleskoper på Jorden kan ikke give os de data, vi har brug for til vores forskning, men det kan SONG. De eneste instrumenter, som gør det bedre end SONG er rumteleskoper, men de kommer i en fuldstændig anden prisklasse.«
Eksempelvis anslår man, at det kæmpestore rumteleskop James Webb, som ventes opsendt 2021, har kostet mere end svimlende 9 milliarder Dollars.
Problemer i Kina
På trods af interessen for SONG-netværket blandt internationale asteroseismologer er oprettelsen af netværket imidlertid gået langsommere, end forskerne havde håbet på.
\ Australske SONG
De to nye SONG-teleskoper er opstillet ved Mt. Kent observatoriet i Queensland, Australien.
De to teleskoper er bygget af et amerikansk firma, mens teleskopernes videnskabelige instrument, spektrografen, er bygget af forskerne i Aarhus.
De to teleskoper er finansieret via australske samarbejdspartnere. Spektrografen er hovedsageligt finansieret af Carlsbergfondet og Institut for Fysik & Astronomi, Aarhus Universitet.
Fem australske universiteter, University of Southern Queensland, University of Sydney, University of New South Wales, Monash University og Australian National University, er blevet partnere i SONG-projektet.
Kilde: Mads Fredslund Andersen/Aarhus Universitet
Der er konstant opstået forsinkelser på et tredje teleskop i netværket, som skal studere nattehimlen fra den centrale del af Kina. SONG-teleskopet i Kina er næsten en tro kopi af det danske teleskop på Tenerife, men det er finansieret og bygget af Aarhus-forskernes kinesiske samarbejdspartnere.
»Det hele er bygget helt færdigt, men vi er stadig i gang med at indstille og justere instrumenterne,« lød det i 2014, da Videnskab.dk interviewede professor Licai Deng, som er leder af den kinesiske del af SONG-projektet.
SONG på Hawaii?
Dengang regnede han med at kunne indvie det kinesiske SONG-teleskop i 2015.
Siden opstod der imidlertid tekniske problemer med teleskopet, ligesom vejret i området har været problematisk.
»I løbet af de sidste par år ser det ud til, at vejret er blevet dårligere i området, hvor teleskopet står. Derfor er de nu i gang med at flytte teleskopet til et nyt observatorium, og det tager tid. Det er vi selvfølgelig rigtig ærgerlige over,” fortæller Mads Fredslund Andersen.
Ud over det forsinkede SONG-teleskop i Kina og den nye tilføjelse i Australien, arbejder forskerne i øjeblikket på at få opstillet endnu et SONG-teleskop på Hawaii.
»Vi har kontakt med forskere på Hawaii, som er meget interesserede i projektet. Men det næste skridt er det sværeste; vi skal skaffe penge til teleskopet,« slutter han.
