Den store illusion: Derfor kan vi ikke se de stjerner, der er tæt på os

På en klar nat uden månelys kan vi se et par tusinde stjerner. Men i modsætning til, hvad man skulle tro, er langt de fleste af himlens stjerner langt borte. Solens nabolag ser vi ikke meget til.

De klare stjerner, vi ser på himlen, er i gennemsnit et par hundrede lysår borte, og det betyder, at når vi ser dem, så ser vi lys, der blev udsendt omkring tiden for den franske revolution.

Vi kan kun se en håndfuld af de stjerner, der er meget tæt på Solen – og kun to af dem er det, man vil kalde for klare stjerner. Det er Sirius, der er otte lysår borte, og Alfa Centauri, vort nærmeste stjernesystem i afstanden fire lysår.

Det er dette paradoks, vi kalder for den store illusion, nemlig at vi næsten udelukkende kun ser de fjerne og ikke de nære stjerner. Det svarer til at stå på en bakke og se ud over et landskab, hvor vi kun ser bjergene i det fjerne og ikke træer og huse tæt på os.

De usynlige stjerner

Forklaringen på den store Illusion skal søges hos stjernerne selv, og vi kan begynde med vores egen sol.

Astronomerne kalder Solen for en gul dværgstjerne, men det betyder bestemt ikke, at Solen er en lille stjerne. Den hører til blandt de ti procent største og mest lysende stjerner i vores Mælkevej.

90 procent af Mælkevejens stjerner er således mindre og lyser svagere end Solen – og i de fleste tilfælde lyser de så svagt, at vi ikke kan se dem uden brug af teleskop, selv om de kun er få lysår borte.

Det gælder således for næsten alle stjerner inden for en afstand på 16 lysår, som er Solens nærmeste omegn. På den nordlige himmel er der kun en virkelig klar stjerne inden for den afstand, nemlig Sirius, der også er himlens klareste stjerne.

Ikke alene lyser Sirius 25 gange stærkere end Solen, den er også kun 8,6 lysår borte. Der er en håndfuld andre stjerner fra den nærmeste omegn, som vi kan se på himlen, men ingen af dem er klare.

Mange slags stjerner

Der findes både store stjerner og små stjerner, varme stjerner og kolde stjerner. Det er kun omkring 100 år siden, at vi fik inddelt stjernerne i en række hovedtyper. Langt de fleste stjerner kan placeres i nedenstående skema.

I det simple skema er stjernerne opdelt efter deres temperatur, som er bestemt ud fra spektrene. Astronomerne foretrækker derfor at angive den såkaldte spektraltype, der vises med et enkelt bogstav.

Solen er af spektraltype G, og det fortæller astronomerne, at Solen har en temperatur på omkring 6.000 grader. I skemaet er lysstyrken L angivet i forhold til Solens lysstyrke Lsol.

Nu kan vi se, at det er de små K- og M-stjerner, der dominerer billedet helt. De kaldes meget logisk for orange og røde dværge, og vi kan altså ikke se en K-stjerne meget længere end 20 lysår borte.

Selv Solen kan man kun se med det blotte øje ud til en afstand på 50 lysår, hvilket astronomisk set ikke er ret meget.

Type-bogstaverne er i øvrigt lette at huske. Rækkefølgen fra varme til kolde stjerner, OBAFGKM, kan med huske ved at bruge en af astronomiens nok mest berømte sætninger: ‘Oh, be a fine girl, kiss me’. Det er en sætning, som generationer af astronomer har mødt i deres studietid.

LÆS OGSÅ: Hvorfor lyser stjernerne?

De store fyrtårne

Det er derfor ikke så mærkeligt, at det ikke er de små orange og røde dværgstjerner, vi ser. Det er især de meget sjældne, men enormt lysstærke stjerner af typerne B og A, der kan ses flere hundrede lysår borte – de store fyrtårne i en næsten usynlig skov af små stjerner.

Skemaet gælder for langt de fleste stjerner, men der er undtagelser. Nogle af himlens mest lysstærke stjerner er nemlig koldere end Solen – endda helt ned til under 3.000 grader.

Forklaringen er, at disse meget sjældne stjerner er kæmpestjerner, der er langt større end Solen. Og netop på grund af deres størrelse udsender de meget lys.

Også Solen vil i fremtiden blive til en kæmpestjerne. Det sker, når den om fem milliarder år har opbrugt sit kernebrændstof og reagerer med at udvide sig så voldsomt, at den vil række næsten helt ud til Jordens bane.

Det betyder så, at Jorden muligvis vil brænde op, men den tid, den sorg.

Der findes endnu større kæmpestjerner, der, anbragt på Solens plads, vil række ud til Jupiter eller endda Saturns afstand. Men kæmpestjernefasen udgør kun en kort del af en stjernes liv, så derfor er de meget sjældne. Til gengæld kan de ses over mange hundrede lysår.

Blandt himlens berømte kæmpestjerner har vi Betelgeuse i stjernebilledet Orion. Det er en meget klar stjerne trods afstanden på 430 lysår. Andre kendte eksempler er Arkturus, Capella og Aldebaran – den sidste er kendt som ‘Tyrens Røde Øje’, da det er den klareste stjerne i stjernebilledet Tyren.

Historien om Sirius B

Indtil nu har vi kun set på almindelige stjerner af den slags, som producerer energi ved kernereaktioner –normalt ved at omdanne brint til helium i en fusionsproces. Men der findes mange andre typer ude i rummet – også i Solens omegn.

Himlens klareste stjerne er Sirius. Det er en varm, hvid stjerne af type A, der lyser 25 gange stærkere end Solen og befinder sig kun 8,6 lysår borte. Den har naturligvis været kendt siden oldtiden, men i 1844 opdagede astronomen Friederich Bessel, at der var noget mærkeligt ved Sirius.

Sirius bevægede sig en smule på himlen, som om den blev påvirket af tyngdekraften fra en mindre ledsagestjerne, der kredsede om Sirius. Den mindre stjerne blev dog først opdaget i 1862 under afprøvningen af et nyt, stort teleskop i USA, og den opdagelse skulle ændre astronomien.

For den lille ledsager Sirius B er med en temperatur på hele 25.000 grader langt varmere end selve Sirius. Men samtidig lyser den kun seks procent så stærkt som Solen. De to ting hænger kun sammen, hvis Sirius B er meget lille, faktisk en smule mindre end Jorden.

Så lille en stjerne havde man aldrig set før, og da den har omtrent samme masse som vor egen sol, måtte massefylden være enormt høj. Faktisk vejer et stykke af Sirius B på størrelse med et stykke hugget sukker lige så meget som en fuldvoksen elefant.

Der skulle gå mange år, før gåderne omkring Sirius B blev løst, og det skete først ved fremkomsten af kvantemekanikken i 1920’erne.

Vi ved nu, at stoffet i Sirius B befinder sig i en form, der kaldes degenereret stof, og som kun kan beskrives med brug af kvantemekanik. Vi ved også, at Sirius B ikke selv producerer energi, men bare langsomt afkøles.

Endelig ved vi, at Stjerner som Sirius B, der nu kaldes for hvide dværge, dannes, når store røde kæmpestjerner kollapser efter at have brugt deres kernebrændstof.

Der er mange hvide dværge i Solens nære omegn. Alene inden for en afstand på 25 lysår kender vi nu 9 stjerner af denne type. En af disse hvide dværge kredser om den klare stjerne Procyon i stjernebilledet Lille Hund.

Ingen af de hvide dværge kan ses med det blotte øje, men i Mælkevejen der milliarder af disse små, døde stjerner på størrelse med Jorden.

Brune dværge

Men måske er stjernerne kun toppen af isbjerget – det er dem, vi ser, fordi de udsender lys. Men går vi længere ned i størrelse, finder vi både brune dværge og planeter, som vandrer frit rundt mellem stjernerne – de såkaldte steppeulvsplaneter.

Brune dværge er en slags mellemting mellem stjerner og planeter. De er ikke store nok til at kunne starte en fusionsproces, hvor brint omdannes til helium – det kræver nemlig en masse på mindst 80 gange Jupiters masse.

De er alle kolde med temperaturer på højst 700 til 1.000 grader. Det betyder, at de kun udsender meget lidt lys, og det er mest i form af infrarød stråling. De fleste brune dværge får deres energi ved en langsom sammentrækning – og nogle få af de største kan måske supplere med en smule fusion baseret på tung brint.

Nogle af de koldeste brune dværge har måske ligefrem skyer i deres ellers svagt rødglødende atmosfærer.

Vi kender i dag flere snese af brune dværge, de fleste naturligvis ret tæt på Solen. Men hvor mange, der findes, er vanskeligt at sige, fordi de er så svære at observere. Et af de nyeste skøn er, at der måske findes næsten lige så mange brune dværge som almindelige stjerner.

LÆS OGSÅ: Stjernerne vil ikke røbe deres alder

De ensomme steppeulve

Endelig er der de såkaldte steppeulvsplaneter. Det er planeter, som sandsynligvis er dannet i et almindeligt planetsystem, men så er blevet slynget ud i rummet mellem stjernerne, fordi de har været for tæt på en stor planet med en stærk tyngdekraft.

Vi kender mindre end 20 mulige steppeulvs-planeter, men der er sikkert mange flere. De er jo langt vanskeligere at observere end selv de brune dværge. Hvor mange flere er stadig et emne for debat, men måske er de næsten lige så almindelige som stjerner.

Nu skulle man tro, at steppeulvsplaneter vil være meget kolde og dækket af et kilometertykt islag og derfor helt uegnede til liv. Men der er nogle astronomer, der mener, at der måske alligevel er en mulighed.

Hvis en planet som Jorden skulle blive slynget ud i det store tomme rum mellem stjernerne, så vil den naturligvis blive dækket med is. Men Jorden har sin egen energikilde i form af henfald af radioaktive stoffer i det indre af Jorden.

Så teorien går på, at denne varme kan være stærk nok til at holde et hav af flydende vand i live, godt hjulpet af et kilometertykt lag af is, der er en ganske god varmeisolator. Og hvis man følger dogmet om, at hvor der er vand, er der mulighed for liv – ja så kan selv en steppeulvsplanet have lige så gode muligheder for liv som Jupiters måne Europa.

Verden er så stor, så stor …

Udover stjernerne er der to steder på himlen, hvor vi endda med det blotte øje kan se galakser, der er langt borte. Den ene galakse er Andromeda, som dog kræver usædvanligt klart og mørkt vejr – men den er til gengæld 2,5 millioner lysår borte.

Vi ser Andromeda som en lille og meget svag tågeklat, der kan være svær at finde, men det er også det fjerneste stjernesystem, vi kan se med det blotte øje fra Jorden.

Det andet stjernesystem skal vi ned på den sydlige halvkugle for at finde. Det er de Magellanske skyer, der er to små satellitgalakser til vores egen Mælkevej. De er opkaldt efter Magellan, som så dem på en af sine rejser i 1519, men de har naturligvis været kendt langt tidligere af de lokale beboere.

Afstanden til de to Magellanske skyer er henholdsvis 160.000 og 200.000 lysår. De er lettere at se, men også meget nærmere end Andromedagalaksen.

Den mørke nattehimmel kan give store oplevelser, som kan få en til at tænke over vores plads i universet. Hvor er det dog let at overse selv stjerner på størrelse med Solen, for slet ikke at tale om de ydmyge små stjerner af typerne K og M – de orange og røde dværge.

De sidste udgør det helt store flertal, men vi ser dem ikke. Til gengæld kan de stærkt lysende fyrtårne give os nogle fine oplevelser og få os til at tænke over, at lyset fra de fleste af himlens klare stjerner har været nogle hundrede år undervejs.

Det giver os en fornemmelse af, hvor stort rummet er. Især når man husker, at vores Mælkevej har en diameter på over 100.000 lysår, og at galakserne er millioner af lysår borte.

LÆS OGSÅ: Rumteleskopet Gaia har fotograferet en milliard stjerner

LÆS OGSÅ: Astronomer bliver ikke længere blændet af de klareste stjerner