Astronomi på 1-2-3

Skrevet av Jan-Erik Ovaldsen

Vet du ikke at Sola er en stjerne, at Jupiter er en gasskjempe eller at et stjerneskudd skyldes et lite støvkorn fra verdensrommet? Fortvil ikke! Denne altfor korte innføringen tilbyr kompakte astronomifakta som garantert vil gi deg svar på ting du alltid har lurt på og som kanskje attpåtil kan inspirere til videre lesning om vårt fantastiske univers.

Jorda

  • Jorda er nesten rund som en ball. Gravitasjonskraften holder oss nede på bakken, uansett om vi bor i Norge eller på den andre siden av kloden.
  • Jorda roterer, én runde på ca. 24 timer, derfor har vi dag og natt. Rotasjonen er også grunnen til at Sola beveger seg over himmelen om dagen og stjernene om natten.
  • Jorda går i bane rundt Sola og bruker ca. 365 dager på et omløp. Årstidene skyldes at jordaksen står på skrå, ikke at avstanden til Sola varierer. Aksehelningen gjør at dagene har ulike lengde sommer- og vinterstid og at høyden til Sola varierer. På den nordlige halvkule er dagene lengre og Sola høyere i månedene april–august sammenliknet med perioden oktober–februar. På den sørlige halvkule er det motsatt.
  • Atmosfæren til Jorda består hovedsakelig av oksygen (21 %) og nitrogen (78 %). Den sprer sollyset og gjør himmelen blå. Den gjør også at stjernene blinker om natta, siden lyset må gå gjennom mange ulike, urolige luftlag.
  • Jordas overflate har nesten ingen synlige kratre, i motsetning til Månen, Merkur og andre steinlegemer i solsystemet. Hovedgrunnen er at Jorda har vært – og er – geologisk aktiv: jordskjelv, vulkanisme, kontinentaldrift, vann og vind har visket ut de gamle nedslagskratrene fra kometer og asteroider. Dessuten har Jorda en ganske tett atmosfære, som gjør at mindre steiner brenner opp før de treffer bakken.
  • Temperaturen og værforholdene på Jorda endrer seg mye over lange tidsrom. Kloden vår hjemsøkes f.eks. jevnlig av istider, avløst av forholdsvis kortvarige mellom-istider, slik tilfellet er nå. Uansett hva som er årsaken til dagens globale oppvarmning, er det viktig å ta godt vare på Jorda – astronomene har ennå ikke oppdaget noen erstatning…
  • Video: Årstider

Månen

  • Månen går i bane rundt Jorda. Vi ser alltid samme halvdel av Månen, ettersom den bruker like lang tid på å rotere rundt sin egen akse som på et baneomløp, nemlig 27,3 døgn. Ingen hadde sett Månens bakside før den russiske Luna 3-sonden fotograferte den i 1959.
  • Månen reflekterer lyset fra Sola. Når Månen i sitt omløp rundt Jorda står motsatt av Sola på himmelen, er hele forsiden opplyst og vi har fullmåne. I andre stadier av omløpet ser vi en mindre del av den belyste halvsiden – vi ser faser. Månefasene skyldes altså ikke at Jorda kaster skygge på Månen.
  • Overflaten er overstrødd med små og store kratre. De store, mørke områdene kalles «havbasseng» eller bare «hav», men er egentlig gigantiske nedslagskratre som senere er blitt dekket av lava.
  • Månen (og Sola) ser ofte større ut når den står lavt på himmelen, gjerne med bygninger eller et fjell i forgrunnen. Dette er kun synsbedrag.
  • Gravitasjonen på Månen er seks ganger mindre enn på Jorda, derfor ser astronautene ut til å hoppe rundt i sakte kino på overflaten. Den første månelandingen skjedde 20. juli 1969. Avstanden fra Jorda er for øvrig ca. 384 000 km i gjennomsnitt.
  • Tidevannet på Jorda skyldes gravitasjonskraften fra Månen (og i mindre grad fra Sola).
  • Formørkelser inntreffer når Sola, Jorda og Månen ligger på linje. Ved en solformørkelse dekker Månen for Sola, sett fra et lite område på Jorda. Under en måneformørkelse kommer Månen inn i jordskyggen (Jorda ligger mellom Sola og Månen).

Til venstre: En total solformørkelse sees kun innenfor et lite området på Jorda, der helskyggen treffer. Området der halvskyggen treffer, opplever en delvis solformørkelse. Til høyre: Månen befinner seg inne i Jordas helskygge og vi får en total måneformørkelse. I tilfellene der helskyggen bare dekker en del av Månen, er formørkelsen delvis. Hvis Månen passerer gjennom Jordas halvskygge, får vi en såkalt penumbral formørkelse. Figur © Jan-Erik Ovaldsen

Videoer:

Sola

Sola – en aktiv stjerne. Foro: NASA

  • Sola er en stjerne, akkurat som de tusenvis andre vi ser som små lysprikker på nattehimmelen (se også avsnittet om stjernene under). Vår stjerne har åtte planeter og millioner av andre små og store himmellegemer i bane rundt seg.
  • Sola består av gass, nesten utelukkende hydrogen og helium. Den produserer energi vha. fusjon i sentrum. Der er det høy nok temperatur (ca. 15 millioner grader) og trykk til at hydrogenkjerner fusjonerer eller ”smelter sammen” til heliumkjerner. I denne prosessen frigjøres samtidig enormt med energi, deriblant varme og synlig lys.

Nærbilde av solflekker, tatt med det svenske solteleskopet på Kanariøyene

  • Avstanden er ca. 150 millioner km. Lyset bruker drøyt 8 minutter til Jorda. Til sammenlikning bruker lyset bare litt over et sekund fra Månen til Jorda. Diameteren er nesten 110 ganger større enn Jordas, massen over 330 000 ganger større.
  • De mørke solflekkene er områder som er litt «kaldere» enn resten av overflaten. Temperaturen på soloverflaten er ca. 5500 grader.
  • Ulike former for solstormer slynger ladde partikler (protoner og elektroner) ut i rommet. Partiklene kommer fram til Jorda etter et par–tre dager og forårsaker polarlys (nordlys på den nordlige halvkule) idet de kolliderer med molekylene i jordatmosfæren. Aktiviteten på soloverflaten følger forøvrig en 11-årssyklus (se video under).
  • Alderen til Sola er beregnet til knappe 5 milliarder år. Den antas å ha omtrent like lenge igjen å leve før brenselet er oppbrukt og den starter «rød kjempe»-fasen (se under).
  • Advarsel: Se aldri på Sola uten solfilter foran kikkerten eller teleskopet!

 Solsystemet

  • Solsystemet vårt består av Sola, åtte planeter og millioner av andre himmellegemer, deriblant måner, dvergplaneter, asteroider og kometer.
  • Solsystemet ble til for rundt 4,6 milliarder år siden da en enorm sky av gass og støv trakk seg sakte sammen. Sola ble skapt ut av den tetteste og varmeste delen i sentrum, mens resten av materien fordelte seg utover i et plan pga. rotasjonen. Store steiner tiltrakk seg mindre partikler, og etter noen millioner år med sammenkitting var planetene skapt.

Sola og planetene. Objektene er i riktig størrelsesforhold, men avstandene er ikke korrekte. Bilde: NASA

  • Planetene er, regnet innenfra: Merkur, Venus, Jorda, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun. Alle beveger seg rundt Sola i samme retning som Sola selv roterer.
  • De fire innerste planetene kalles steinplaneter og er små sammenliknet med resten. De fire ytterste går under betegnelsen gasskjemper, selv om de egentlig inneholder stoffer i både gass-, væske- og isform. De har ingen fast overflate.
  • Mellom banene til Mars og Jupiter ligger asteroidebeltet – et området med titusenvis av små og store stein- og isblokker, som ble til overs etter dannelsen av planetsystemet.
  • Pluto ble tidligere regnet som solsystemets ytterste planet, men defineres nå som dvergplanet.
  • Video: Planetene

Stjerner

  • Stjerner er massive gasskuler, akkurat som Sola. Fusjonsprosesser i sentrum frigjør energi som balanserer gravitasjonskreftene som prøver å presse stjernen sammen.
  • Avstandene til stjernene er svært store, derfor ser de ut som små lysprikker selv med profesjonelle teleskop.
  • Stjerner kommer i mange typer og størrelser: små, store, kalde, varme, røde, gule, blå, unge, gamle, stabile, variable osv. Gule og røde stjerner har kaldere overflatetemperatur enn blå og hvite stjerner.
  • Stjernedannelse starter ved at store hydrogenskyer trekker seg sammen under gjensidig gravitasjonskraft. Når trykket og temperaturen i sentralområdet blir stor nok, typisk etter noen titalls millioner år, antennes fusjonsprosessene som omdanner hydrogen til helium, og en stjerne er født. Vår egen sol ble dannet på samme måte.

Krabbetåken. Foto: NASA

  • En gjennomsnittsstjerne kan leve stabilt i flere milliarder år før alderdommen melder seg og de ytre gasslagene begynner å utvide seg. I denne rød kjempe-fasen starter nye fusjonsprosesser med tyngre grunnstoffer. Stjernens skjebne avhenger stort sett kun av massen: De letteste svinner bare hen og blir hvite dverger, dvs. kompakte stjernekjerner bestående av nyproduserte, tyngre grunnstoffer. En mellomtung stjerne kaster til slutt av seg de ytre gasslagene og danner en såkalt planetarisk tåke med en hvit dverg i midten. De tyngste fortsetter å fusjonere stadig nye grunnstoffer, helt opp til jern. Men da er det stopp: Jernreaksjoner frigir nemlig ikke energi, noe som gir gravitasjonskreftene fritt spillerom. En supernova er uunngåelig. Stjernen kollapser, og på et tusendels sekund komprimeres kjernen til en nøytronstjerne eller et sort hull (se under). De ytre gasslagene blåses utover av kraftige sjokkbølger og danner en stjernetåke.
  • Når massive stjerner dør, kan kjernen bli presset sammen til en nøytronstjerne. Den er kun ca. 10 km i diameter, men kan inneholde like mye masse som to soler. En teskje med slikt materiale ville veie like mye som alle menneskene på Jorda til sammen!
  • Et sort hull er ikke et «hull» i ordets rette forstand. Det et uhyre tett objekt, der gravitasjonskraften er så stor at selv ikke lys kan unnslippe. Vi kan derfor ikke se et sort hull, bare observere effektene det har på ting rundt seg.

Kattøyetåken. Foto: NASA.

  • Stjernetåker er en fellesbetegnelse som brukes om enorme gassansamlinger som gjerne er forstadiet eller sluttstadiet til en stjerne. En stjerne blir, som tidligere nevnt, til ved at gasskyer trekker seg mer og mer sammen, noe som i et mellomstadium kan gi en lysende tåke. Sluttstadiene til stjerner innebærer ofte at de ytre gasslagene blåses ut i rommet, og dette resulterer også i lysende tåker. Noen tåker lyser fordi de reflekterer lys fra sterke nabostjerner, mens andre igjen er mørke fordi de blokkerer lyset fra bakenforliggende lyskilder.

I nærheten av Orions belte finner vi den gulaktige Flammetåken og den mørke Hestehodetåken som danner en vakker silhuett mot en bakenforliggende, rødlysende tåke. Bilde: Robert Gendler

  • Universet bestod opprinnelig for det meste av hydrogengass og litt helium. I stjernenes fusjonsreaktorer blir tyngre grunnstoffer oppbygd, som senere spres ut i rommet når stjernene blir gamle og dør. Universet har altså blitt beriket med stadig flere og tyngre stoffer. Dette er byggesteinene for Sola, Jorda, trærne, dyrene og menneskene. Ja, vi er alle stjernestøv.

Stjernehoper, her Pleiadene til venstre og kulehopen M13 til høyre. Foto: Robert Gendler

  • Stjernehoper er mer eller mindre tette konsentrasjoner av stjerner, med alt fra noen titalls til flere millioner enkeltstjerner. Åpne hoper er relativt løst bundet, gravitasjonsmessig sett, og inneholder typisk noen ti- eller hundretalls stjerner. Kulehopene er tettere bundet, med hundretusener eller millioner av stjerner innenfor et kulerundt område.

Galakser

Melkeveien strekker seg som et svakt, lysende bånd over nattehimmelen. Dette bildet er en 2-minutts-eksponering av Stéphane Guisard.

  • Galakser er enorme frittsvevende stjernesystemer bestående av gass, milliardvis av enkeltstjerner og gjerne et gigantisk sort hull i sentrum.
  • Sola er en av de ca. 200 milliarder stjerner vår egen galakse, Melkeveien, inneholder. Melkeveien er en såkalt spiralgalakse. Disse ligner en diskos, med en utbulning i sentrum og lysende spiralarmer med stjerner og gass som strekker seg ut mot kanten. Ettersom vi befinner oss inni galaksen, ser vi den som et bånd over himmelen en mørk og klar natt.
  • I tillegg til spiralgalaksene, har vi to andre hovedtyper: Elliptiske galakser, som er eggformede stjernesystemer uten andre tydelige kjennetegn, og irregulære galakser, som ikke har noen klar symmetri eller form.
  • Avstandene til galaksene er enorme. En av våre nærmeste naboer er den store Andromedagalaksen ca. 2,5 millioner lysår unna. (Et lysår en den avstanden lyset tilbakelegger på et år.) De fjerneste galaksene vi kjenner til, ligger flere milliarder lysår unna. Lyset, med en hastighet på 300 000 km per sekund, har altså reist i mange milliarder år før det ble registrert av astronomenes følsomme teleskoper.

Spiralgalakse sett «ovenfra» (NASA), elliptisk galakse (Robert Gendler) og irregulær galakse (Robert Gendler)

  • Det finnes milliarder av galakser, hver med mange milliarder enkeltstjerner. Det er flere stjerner i universet enn det er sandkorn på alle Jordas strender og ørkener til sammen.
  • På samme måte som stjerner av og til er samlet i stjernehoper (se over), kan galaksene danne mer eller mindre tallrike galaksehoper. Melkeveisystemet og Andromedagalaksen er to store medlemmer i Den lokale gruppe, bestående av drøyt 40 små og store enkeltgalakser. Små grupperinger kan igjen være del av såkalte superhoper, som kan telle millioner av galakser.
  • Videoer:
    Melkeveibåndet sett fra Paranal-observatoriet i Chile
    Datasimulering av en tur gjennom en superhop; lysprikkene tilsvarer galakser, ikke enkeltstjerner!

Universet

  • I 1929 oppdaget Edwin Hubble at fjerne galakser beveger seg bort fra oss, og jo lenger unna de er, desto større er hastigheten. Dette kan oppfattes som at vi befinner oss i universets sentrum, men det er feil. Galaksene, inkludert vår egen, beveger seg også bort fra hverandre, akkurat som avstanden mellom alle rosinene i en gjærdeig blir større når den heves. Hvis hele universet utvider seg i dag, så må det kanskje ha vært uendelig lite og tettpakket i begynnelsen – derav teorien om Big Bang.
  • Big Bang-teorien er kompleks, men enkelt fortalt sier den at universet – dvs. materien, rommet og tiden! – ble til i en eksplosjonsartet begivenhet ved ubegripelig høye tettheter og temperaturer omtrent 14 milliarder år tilbake. Teorien har kommet med en rekke forutsigelser, som senere har blitt bekreftet ved observasjoner. Det er ennå mye astronomene ikke forstår, men Big Bang-teorien er den beste teorien vi har i dag for universets skapelse og utvikling.

 

  • Flere ulike astronomiske observasjoner tyder på at vanlig materie, dvs. stoff oppbygd av de kjente atomer og elementærpartikler, kun står for ca. 5 prosent av alt som finnes i universet. De resterende 95 prosentene utgjøres av såkalt mørk materie og mørk energi (se under).
  • I de senere år har astronomene oppdaget at universet ikke bare utvider seg, men det utvider seg raskere og raskere. Utvidelsen akselererer, og en eller annen form for energi – kalt mørk energi i mangel på noe bedre – må stå bak dette.
  • Astronomene har de siste tiårene også kommet over ting som opplagt utøver gravitasjonskraft, men som er helt usynlig for alle deres avanserte teleskoper og detektorer. Man vet at det helt sikkert må være «noe» der, fordi man observerer gravitasjonseffekten det har på omgivelsene. Dette «noe» kalles for mørk materie. Den som løser gåten med mørk materie og/eller mørk energi, er garantert både Nobelpris og evig berømmelse.

 Stjernehimmelen

  • Alle lysprikkene på nattehimmelen er stjerner, foruten noen få planeter. Alle tilhører vårt eget Melkeveisystem. Andromedagalaksen er det eneste objektet utenfor vår galakse som vi kan se med det blotte øye.
  • Stjernebildene har ingen vitenskapelig betydning. Opp gjennom historien har ulike kulturer knyttet ulike historier og skikkelser til stjernemønstrene. Stjernene ligger i vidt forskjellige avstander fra oss, og fra et annet sted i universet ser stjernehimmelen helt annerledes ut.

Stjernene danner sirkelbuer på en langtidseksponering. Den klare lysbuen nær midten er Polarstjernen (eller Nordstjernen).

  • Stjernene beveger seg rundt i verdensrommet, men fordi avstandene er så store, endrer stjernemønstrene seg for sakte til at vi merker det i vår levetid. Sånn sett kan vi innbille oss at stjernene sitter fast på en slags himmelglobus vi betrakter innenfra.
  • Stjernene beveger seg over himmelen fordi Jorda roterer. Jordaksens forlengelse markerer himmelens nord- og sørpol. På den nordlige halvkule ser vi stjernene rotere rundt himmelpolen, fra øst mot vest, en omgang på 24 timer. Polarstjernen i Lille bjørn ligger meget nær den nordlige himmelpolen.
  • Planetene har en viss utstrekning på himmelen, i motsetning til stjernene, som er små lysprikker uansett hvilket teleskop man bruker. Dette gjør at planetene ikke blir like mye påvirket av jordatmosfæren og dermed ikke blinker. Det er derfor ganske enkelt å se forskjell på en stjerne og en planet bare med det blotte øye. Planetene beveger seg dessuten mot stjernebakgrunnen gjennom året.
  • En meget kraftig meteor fanget av Arne Danielsen under meteorsvermen Leonidene den 18. november 1999. Bildet har for øvrig mange andre objekter å by på: Lengst til venstre ser vi de tre stjernene i Orions belte og, et stykke over, den røde kjempestjernen Betelgeuse. Til høyre for meteoren har vi Aldebaran (Tyrens øye) og stjernehopen Hyadene, mens stjernehopen Pleiadene sees i høyre bildekant.

    Når en støv- eller steinpartikkel fra rommet kommer inn i jordatmosfæren, brenner den opp og danner et lysspor. Dette kalles en meteor eller et stjerneskudd. Stjerneskuddene vi ser på kveldshimmelen skyldes som regel støvpartikler ikke større enn et sandkorn! Hvis partikkelen ikke brenner helt opp, faller den ned på bakken som en meteoritt.

  • Faget astronomi er det eldste av naturvitenskapene og grodde fram i antikken. Røttene går likevel tilbake til tusenårgamle sivilisasjoner og deres religiøse, mytologiske og astrologiske tradisjoner. Observasjoner av Sola, Månen, de mest lyssterke planetene og ulike stjernemønstre var viktige for fastsettelsen av religiøse merkedager og tidspunkter for når de ulike kornsortene skulle sås og høstes inn. I dag omfatter astronomi studiet av alle himmelobjektene og universet som helhet, fra de minste subatomiske byggesteiner til de største galaksehoper, fra universets begynnelse til dets skjebne i den fjerne framtid.
  • Astrologi er basert på mytologi og overtro, og har ikke noe med vitenskap å gjøre.

Mer informasjon:

Tekst © Jan-Erik Ovaldsen (Artikkelen er opprinnelig skrevet for himmelkalenderen.com)

4 kommentarer til Astronomi på 1-2-3

  1. Dag Boge sier:

    Det står at jorda er rund som en ball. Men er det 100 prosent korrekt. Er ikke jorda – p.g.a. jordrotasjonen og sentrifugalkraften – noe nedtrykt ved polene, og dermed ikke helt rund, som en ball?

  2. Hans K. Aspenberg sier:

    Jo, du har rett, jorda er ikke perfekt kuleformet, men avviket er ikke mer enn drøye 3%. Se http://home.online.no/~sigurdhu/WGS84_Nor.html

  3. tirill 8 år sier:

    er ikke jorda en oval og ikke en sirkel ?

    • Hans K. Aspenberg sier:

      Du har nesten rett. Jorda er ikke kule (sirkel), men mer som en rar pære. Se svaret til Dag.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *