”Go big or go slow”

Om du har följt de här artiklarna tidigare vet du redan att stjärnor bildas i nebulosor, stora moln av gas och stoft som ligger längs armarna i en spiralgalax, som Vintergatan. Heta, unga stjärnor kondenserar ur dessa moln och bildar stjärnhopar. Med tiden driver de isär och går var och en sin väg. En bra liknelse är bebisar på ett BB. De föds där men lämnar sedan, utvecklas som individer och lever sina liv på andra håll. Även vår egen sol fick sin början så, för 4,5 miljarder år sedan, och det finns några exempel på stjärnor, tidigare BB-kompisar, som kan ses med blotta ögat på natthimlen.

En av utmaningarna med att befinna sig inne i vår galax är att det är svårt att se hur den faktiskt ser ut. Det har jämförts med att stå på en våning i en skyskrapa och försöka beskriva hela byggnaden genom ett dammigt, smutsigt fönster. Genom att titta på de omgivande skyskraporna kan vi dock få en uppfattning om vår egen, genom att se vad som händer i dem. Lyckligtvis är mycket av det vi ser i universum detsamma oavsett var vi tittar, precis som en huskatt (eller hund, om du föredrar) i Sverige i stort sett är densamma som en huskatt var som helst i världen. Observationer från rymdteleskopen James Webb och Hubble (JWST och HST) har gett nya insikter om tidsskalan för hur sådana hopar bildas, beroende på hur mycket material deras nebulosor ursprungligen innehöll.

Astronomer har använt båda teleskopen för att studera tusentals stjärnhopar under utveckling, i olika stadier av deras evolution. På så sätt får de en bättre steg-för-steg-bild av hur de bildas: från diffusa nebulosor hela vägen till nyfödda grupper. Återigen är processen likartad från plats till plats i hela universum. Detta montage från forskningen visar delar av fyra galaxer: Messier 51 (övre vänster), Messier 83 (övre höger), NGC 4449 (nedre vänster) och NGC 628 (nedre höger). Notera de ljusblå färgerna i deras centrum. I nära-infrarött ljus visar de var ljusstarka stjärnor finns. Orange och gult visar områden med joniserad gas, vilket orsakas av det starka UV-ljuset från mycket unga stjärnor. Komplexa molekyler och rökliknande korn av kosmiskt stoft, indikerade i rött, ses i mellaninfraröda våglängder, som är längre. I båda fallen följer stoftet, den joniserade gasen och molekylerna spiralarmarna, platserna där stjärnhoparna bildas.

En viktig upptäckt från observationerna är skillnaden mellan mindre och mer massiva hopar. Ju mer massiv en nybildad stjärnhop är (alltså ju fler medlemmar), desto snabbare tar den sig ur kokongen av kvarvarande gas- och stoftmaterial som den bildades ur. Kvarvarande material blåses bort av starka stjärnvindar från hela gruppen, vilket är logiskt. Ju fler stjärnor som sveper bort sin födelsenebulosa, desto snabbare blir de synliga när de översvämmar sin modergalax med ultraviolett ljus. En liknande process ägde rum när vår egen sol bildades och blåste bort resterna från sin födelse ut i solsystemet.

Varför är detta viktigt? För det första ger det oss bättre förståelse för tidslinjen för när planeter, som vår egen, kan bildas i samband med en stjärnas födelse. Dessutom pekar det på både hur och var planeter bildas, åtminstone i den här typen av galax.

M51, en av de fyra galaxerna som studerades av de två rymdteleskopen, är också ett objekt från Charles Messiers berömda lista. Det är ett favoritmål för amatörastronomer och kan till och med ses med kikare under mycket goda natthimmelsförhållanden. Den spelar också en roll i 1800-talets astronomiska historia. Även känd som ”Malströmsgalaxen” ligger den i den norra hemisfärens konstellation Jakthundarna (Canes Venatici). Oroa dig inte, du är inte ensam om du aldrig har hört talas om denna lilla grupp nära Stora Björnen, skapad på 1600-talet.

William Parsons, den 3:e earlen av Rosse (1800-1867), var en engelsk-irländsk ingenjör och astronom. Han byggde det som kallas ”Leviathan i Parsonstown”, även om du inte hittar den staden på en karta efter 1899, eftersom den nu heter Birr på Irland. Byggt 1845 var det till och med större än något av de teleskop William Herschel någonsin byggde. Dess spegel av gjutmetall var 1,83 m i diameter, med en brännvidd på 16 m. Det var världens största teleskop i 70 år, fram till bygget av ett teleskop med glas-speglar, 2,5-meters Hooker-teleskopet vid Mount Wilson i Kalifornien och dess 32 m brännvidd. Denna vy visar Parsons teleskop i sin stödkonstruktion på marken vid Birr Castle, hans hem. Om du tycker att det inte ser särskilt rörligt ut, har du rätt. Teleskopets tub rörde sig upp och ner, i altitud. Det kunde också röra sig lite i azimut (alltså vänster och höger), men bara så att det svepte över ett smalt band av natthimlen som var cirka 10° till 15° brett. Bilden är ovanlig eftersom den är tryckt på bomullstyg i stället för på papper som ett konstverk brukade vara. Metoden användes troligen för att undvika en avgift. Papper var belagt med skatt, medan bomullstyg inte var det. Sådana väggbonader, denna kommer från en serie om nio med astronomiskt tema, reste runt och användes i folkbildande föreläsningar, på likande sätt som vi i dag använder PowerPoint-presentationer.

Fotografi var fortfarande i sin linda vid den tiden, och tekniken var definitivt inte tillräckligt känslig för att fånga ett så svagt astronomiskt objekt. Dessutom, när jordens rotation långsamt förde objekt genom teleskopets synfält, skulle deras ljus ha suddats ut och bilden blivit oanvändbar. Teckningen till vänster, den enda möjliga utvägen, gjordes ursprungligen av Parsons med blyertspenna på papper vid okularet på hans gigantiska teleskop, och gjordes sedan om med svart bläck. Observera den fina nebulösa strukturen, särskilt på M51:s yttre delar. Den moderna bilden till höger visar Malströmsgalaxen i all sin färgglada prakt, vilket Parsons inte kunde se själv på grund av det mänskliga ögats okänslighet för färgen på ett så svagt objekt.

Leviathan i Parsonstown hade en spegel på 1,83 meter i diameter, bara 57 centimeter mindre än Hubble-rymdteleskopets spegel på 2,4 meter. Vilken enorm skillnad i bildkvalitet mellan mitten av 1800-talet och slutet av 1900-talet och början av 2000-talet! Tänk hur mycket mer vi hade vetat om universum i dag om observatörer i det förflutna hade haft tillgång till något liknande.

För ESA:s pressmeddelande om denna studie av de fyra galaxerna och bilderna, följ denna länk. För en video med en zoom in i M51, en av de fyra, se här (se till att volymen på din visningsenhet är PÅ).



Text: Tom Callen