Hvis man kigger op mod himlen en klar nat uden måne, og man er langt fra byens lys, kan man måske tælle et par tusinde stjerner. Men der er mange flere derude. Alene i vores egen galakse Mælkevejen er der langt over 100 milliarder stjerner, og nu skal det europæiske rumteleskop Gaia sendes op for at gøre os klogere på dem.
Gaia er klar til missionen. Teleskopet er anbragt i toppen af den russiske Soyuz-raket, der skal bringe det ud i sin bane, halvanden millioner kilometer fra Jorden i retning væk fra Solen. Det skal kredse i en bane om Solen lidt længere ude end Jorden, så det altid kan vende ryggen til både Solen og Jorden og have frit udsyn til stjernerne.
Herfra skal rumteleskopet registrere den nøjagtige position og hastighed i tre dimensioner for en milliard af Mælkevejens mange stjerner. Det kan registrere lys, der er 400.000 gange svagere, end hvad det menneskelige øje kan opfatte.
Gaia giver nyt grundlag for astronomien
I løbet af de fem år, som missionen skal vare, vil hele himmelrummet blive fotograferet 70 gange ved hjælp af et digitalkamera, der har hele 937.782.000 billedpunkter (pixels).
Hvis man strækker sin arm ud og holder sin lillefinger op, vil neglen omtrent dække en kvadratgrad af himlen. Gaias skarpe øje kan registrere helt op til 750.000 stjerner på sådan et lille område af himmelhvælvingen.
»Gaia er en meget vigtig mission, fordi den giver et helt nyt grundlag for næsten alle områder af astronomien,« lyder det fra Erik Høg, der var med til at bane vejen for rumteleskopet. Erik Høg er astronom, emeritus, docent og dr. scient. ved Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet.
Han var en af drivkræfterne bag forgængeren Hipparcos, og han foreslog principperne for Gaia-satellitten helt tilbage i 1992. Frem til 2007 har han arbejdet på Gaia-projektet.
Hvordan ser vores galakse ud?
Ifølge Erik Høg ville det være misvisende at fremhæve et enkelt område som det vigtigste for missionen. Målingerne fra Gaia kan nemlig bruges til at besvare mange forskellige astronomiske spørgsmål, for eksempel:
• Hvordan er Mælkevejens stjerner fordelt, og hvordan bevæger de sig rundt i galaksen?
\ Fakta
Gaia vejer to tons og har en højde på 3,5 meter. Når teleskopet er vel fremme i sin bane, udfoldes en solskærm med en diameter på 10 meter. Solskærmen skal beskytte teleskopet mod varmen fra Solen. Et par tusinde teknikerne fra en snes forskellige firmaer har arbejdet i årevis på at konstruere delene til Gaia. Missionen kommer til at koste et stykke over fire milliarder kroner i alt.
Astronomerne vil gerne vide, hvordan Mælkevejen egentlig ser ud. Meget tyder på, at vi bor i en spiralgalakse, men spørgsmålet er, om den har to eller fire spiralarme, og om armene udgår fra en central bjælke af stjerner.
• Hvor store er Mælkevejens stjerner, og hvor gamle er de?
Gaia kan måle hver enkelt stjernes lysstyrke og farve, og med de informationer kan astrofysikerne afgøre stjernernes størrelse og alder. Så bliver det nemmere at opklare, hvordan Mælkevejen med alle dens stjerner blev dannet og voksede sig stor.
• Hvad sker der i galaksens midte og rundt om den?
Mælkevejens udbulning i midten skal undersøges nærmere ved hjælp af Gaia. Desuden er astronomerne meget interesserede i de stjerner, der befinder sig i en såkaldt halo - en kugleformet struktur over og under galaksens flade skive. Nogle af universets ældste stjerner kan nemlig gemme sig her.
Rokkende stjerner røber planeter
Astronomerne vil også forsøge at bruge Gaia-målinger til at finde planeter, der kredser om andre stjerner end Solen - de såkaldte exoplaneter.
Der findes cirka 300.000 stjerner som Solen i en radius af 650 lysår fra vores solsystem, og mange tusinde af dem bliver højst sandsynligt omkredset af store, Jupiter-lignende planeter. De får deres stjerner til at rokke så meget frem og tilbage på himlen, at Gaia kan måle det.
Planeten hiver nemlig lidt i sin stjerne, så ved at følge stjernernes bevægelser ganske nøje, kan astronomerne finde ud af, om de omkredses af planeter. På den måde røbes planetens tilstedeværelse, selvom den ikke kan ses direkte.
Med præcise målinger af stjernernes bevægelser kan astronomerne beregne planeternes masse, så de både får noget at vide om antallet af kæmpeplaneter og deres størrelse.
Desuden vil nogle tusinde planeter blive opdaget, fordi de i deres bane kommer ind foran stjernen og blokerer for lidt af lyset fra den. Denne lille stjerneformørkelse vil Gaia også kunne detektere.
Tusindvis af asteroider dukker op
Det er ikke kun stjerner, som Gaia skal holde øje med. Alle lysende himmellegemer bliver registreret af det følsomme kamera. Forskerne regner for eksempel med at opdage tusindvis af nye asteroider, når de analyserer data fra rumteleskopet.
Millioner af små kloder af klippe, metal eller is farer rundt i Solsystemet, og nogle af dem kan ses af Gaia, når de reflekterer lyset fra Solen. De fleste af asteroiderne kredser rundt i et bælte mellem Mars og Jupiter, men en del er kommet på afveje, for eksempel efter sammenstød mellem dem. Så nogle asteroider bevæger sig rundt om Solen i baner, der med jævne mellemrum bringer dem tæt på Jorden.
Med målingerne fra Gaia kan astronomerne udregne asteroidernes baner. Så kan de finde ud af, om nogle af dem er på kollisionskurs med Jorden og derfor udgør en fare for os. Ind imellem vil Gaias kamera også fange en komet, som forskerne så kan undersøge nærmere ved hjælp af andre teleskoper.
Supernovaer er en ekstra bonus
Gaias udsyn stopper ikke ved Mælkevejen. Lyset fra fjerne galakser bliver også opfanget. Det gælder især, når en stjerne eksploderer som en supernova, for så lyser den så ekstremt kraftigt op, at den i et kort tidsrum kan udsende mere lys end alle de øvrige stjerner i galaksen tilsammen.
Gaia kan opfange lyset fra supernovaeksplosioner, der finder sted i galakser flere hundrede millioner lysår væk. Forskerne regner med, at teleskopet vil registrere flere end 20.000 supernovaer i løbet af de kommende fem år.
En del af de eksploderende stjerner vil blive opdaget, før de når deres maksimale lysstyrke. Så kan astronomerne nå at rette flere teleskoper mod supernovaen, før den topper. Hvis den maksimale lysstyrke måles præcist, kan den i mange tilfælde bruges til at udregne afstanden til supernovaen og dermed til dens galakse. Så Gaia kan ikke kun bruges til at kortlægge vores egen galakse i tre dimensioner, men også vores galaktiske nabolag.
Hvis alt går efter planen, sendes Gaia op fra det europæiske rumcenter i Fransk Guyana torsdag 19. december kl. 10:12 dansk tid. Opsendelsen transmitteres direkte af ESA.
