Logga in på Dagens Nyheter

Här kan du som DN-kund logga in för obegränsad läsning av DN.se och e-DN.

Med ett gratiskonto kan du följa skribenter och ämnen samt spara artiklar.

Vetenskap

Satellitens nya 3D-guide till galaxen

Satelliten Gaia ska skapa en 3D-guide till Vintergatan.
Satelliten Gaia ska skapa en 3D-guide till Vintergatan. Foto: ESA D.

All astronomi bygger på himlakropparnas exakta lägen. Satelliten Gaia ska skapa en tredimensionell guide till mer än en miljard stjärnor i Vintergatan.

När Tycho Brahe ville bygga sina observatorier Uraniborg och Stjärneborg på Ven övertalade han den danske kungen Fredrik II att bekosta dem. Hans argument var att han behövde ta reda på planeternas exakta lägen för att kunna göra bättre horoskop.

Men resultatet blev i stället en helt ny världsbild. Tycho Brahes noggranna mättabeller över planeterna och nästan 1.000 stjärnor var klar 1598, och med hjälp av dem upptäckte så småningom hans lärjunge Johannes Kepler att planeterna går runt solen i elliptiska banor.

Ett sekel senare, år 1718, upptäckte Edmond Halley att stjärnorna inte ligger stilla utan flyttar sig genom rymden när han jämförde sina och andra samtida observationer med 2.000 år gamla stjärnkataloger.

Vi kan alltså aldrig vara säkra på vad noggrannare mätningar kommer att leda till. Satelliten Gaias tredimensionella karta över två miljoner stjärnor som det europeiska rymdorganet Esa presenterade i veckan har redan bjudit på överraskningar. Den visar bland annat att både vår satellitgalax Stora magellanska molnet och själva Vintergatan är större än vi trott.

Foto: ESA/Gaia/DPAC Gaias första bild av stjärnhimlen sedd från jorden. Foto: ESA/Gaia/DPAC 

Fler fynd och nya slutsatser kommer att komma senare, när världens astronomer har haft tid att titta närmare på Gaias resultat.

– Vi var inte ute efter att presentera några vetenskapliga nyheter, utan har koncentrerat oss på att få ut data så snabbt som möjligt så att alla får chansen att undersöka dem, säger Lennart Lindegren, professor i astronomi vid Lunds universitet.

Allt vi vet om universum utgår från observationer av hur stjärnor och andra himlakroppar rör sig över himlen. Därför är det viktigt att det blir rätt. Målet för Gaia är att skapa en karta av hela Vintergatan i tre dimensioner, med exakta läget, hastigheten och sammansättningen för mer än en miljard stjärnor.

– Det här uppdraget är en dröm för varje astronom, sa Alvaro Gimenez som leder Esas vetenskapliga arbete, vid presskonferensen när den första delen av kartan presenterades.

Med Gaia kommer vi att få en helhetsbild av hela Vintergatan, och undersöka stjärnor i andra spiralarmar. Lennart Lindegren, professor i astronomi vid Lunds universitet.

Satelliten Gaia kan registrera stjärnor som är nästan en halv miljon gånger ljussvagare än vad vi kan se med blotta ögat, med en upplösning som är lika stor som att kunna urskilja ett mynt på månens yta från jorden.

– Den typen av mätningar inte kan göras från marken. Det krävs vinkelmätningar som är oerhört noggranna, och dem kan vi inte göra om vi tittar på stjärnorna genom atmosfären, säger Lennart Lindegren.

I stället ligger Gaia 1,5 miljoner kilometer ut i rymden, där varken atmosfären eller värmestrålning från jorden kan störa mätningarna.

Satelliten har två teleskop som är riktade åt olika håll och en kamera med nästan en miljard pixlar, den största digitalkamera som har använts i rymden. För att kunna fotografera hela stjärnhimlen snurrar Gaia långsamt runt sin egen axel, ett varv på sex timmar.

Varje dag registrerar satelliten 70 miljoner himlakroppar och skickar 40 gigabytes data till jorden. Bilderna visar bara en liten del av himlen, och för att kunna tolka dem måste astronomerna på jorden både veta Gaias precisa läge och den exakta tidpunkten när varje bild togs. Två teleskop på olika ställen på jorden mäter tillsammans var satelliten ligger, och bilderna tas om hand av sex datacentraler. Lennart Lindegren jämför det med att lägga ett gigantiskt pussel av hela stjärnhimlen.

– Det krävs mycket arbete och datorkraft för att göra det, säger han.

Det gick åt 120.000 timmars datortid för att skapa kartan från Gaias första 14 månader i rymden.

Gaia är en helt unik satellit. 1989 sköt Esa upp satelliten Hipparcos, som kartlade 100.000 stjärnor.

– Det var något helt nytt och revolutionerande på sin tid, men Hipparcos såg bara en liten del av galaxen. Med Gaia kommer vi att få en helhetsbild av hela Vintergatan, och undersöka stjärnor i andra spiralarmar, säger Lennart Lindegren.

Det finns många upptäckter som ligger och väntar i kartan från Gaia. Bland annat räknar astronomerna med att hitta tusentals eller tiotusentals planeter runt andra stjärnor under de fem år som satelliten ska samla in data.

De noggranna mätningarna av avståndet till stjärnorna kan också användas för att kontrollera hur bra andra metoder fungerar.

– Vi uppskattar avstånd på andra sätt, till exempel genom att mäta stjärnornas ljusstyrka. Men då är vi starkt beroende av teoretiska modeller för stjärnors uppbyggnad och utveckling. Nu får vi chans att testa hur bra modellerna stämmer, säger Lennart Lindegren.

Gaia kan också ge svar på frågor om den så kallade mörka materian.

– Vi vet utifrån hur stjärnorna rör sig att den mörka materian finns, men vi vet inte exakt var den finns och hur den är fördelad. Ligger den i en stor sfär runt galaxen? Är den platt? Det är viktigt att veta om vi ska kunna ta reda på vad det är, säger Lennart Lindegren.

När Gaias karta är färdig kommer den att bli en ny exakt referensram för all astronomisk forskning. Esa kallar det både för en revolution och för början på en ny era för astronomin.

Lennart Lindegren har arbetat med Gaia ända sedan projektet började planeras i början av 1990-talet.

– Det är en väldigt skön känsla och mycket tillfredställande att se resultat efter så långt och ihärdigt arbete. Satelliten fungerar utomordentligt, och data har väldigt hög kvalitet, precis som vi hoppades, säger han.

Foto:

Så här jobbar DN med kvalitetsjournalistik: uppgifter som publiceras ska vara sanna och relevanta. Rykten räcker inte. Vi strävar efter förstahandskällor och att vara på plats där det händer. Trovärdighet och opartiskhet är centrala värden för vår nyhetsjournalistik. Läs mer här.