Kosmisk kaffe

Hvilken farge har universet? Etter å ha målt over 200 000 galakser er svaret Cosmic Latte.

Vi kan se objektene på nattehimmelen fordi de sender ut lys. Kilden til dette lyset er stjerner, som i tillegg til å lyse opp seg selv også lyser opp planeter, kometer og stjernetåker. Galakser er veldig store ansamlinger av stjerner. Ettersom ulike stjerner lyser med ulike styrker og i ulike farger, kan vi jo undre oss: Hva er gjennomsnittsfargen som universet lyser i? Og hva har det med kaffe å gjøre?

Hvordan måle universets farge?

For å finne universets gjennomsnittsfarge trenger vi en stor mengde lysende astronomiske objekter å ta gjennomsnittet av. Forskerne som har målt universets farge, har tatt utgangspunkt i observasjoner gjort med 2dF Galaxy Redshift Survey, som har studert over 200 000 galakser som befinner seg i ulike retninger og avstander fra oss. Alle prikkene i dette diagrammet er galakser som har blitt observert i studien:

2df-galaxysurvey
Figur: 2dF Galaxy Redshift Survey

Vi befinner oss i sentrum (i krysset) av diagrammet ovenfor. Grunnen til at diagrammet ser ut som en sløyfe, er fordi støvet fra galaksen vår dekker til store deler av nattehimmelen vår, og i de områdene kan vi ikke gjøre gode observasjoner. For å være på den sikre siden, holder vi oss dermed unna områdene med galaksestøv når vi gjør observasjoner av ekstragalaktiske objekter, som gjør at vi får hull i dataene våre.

Stjerner lyser ikke kun i én farge (dvs. én bølgelengde), men sender ut lys i en rekke bølgelengder. Det er temperaturen til stjernen som avgjør hvilke bølgelengder stjernen lyser sterkest med. Galakser er bygd opp av stjerner, og hvis man legger sammen lysstyrkene fra alle galaksene som er observert, får man et såkalt «kosmisk spektrum», som er slik ut:

cosmic_spectrum
Det kosmiske spekteret. Data fra Karl Glazebrook & Ivan Baldry. (Trykk for å se større)

Langs den horisontale aksen har vi bølgelengder, og hvor høye toppene i kurven er, forteller oss hvor mye lys som blir sendt ut i de ulike bølgelengdene. Siden dette spekteret er basert på observasjoner gjort av veldig mange galakser, kan vi anta at dette spekteret er en ganske bra representasjon av lyset som sendes ut i universet som helhet.

Resultatet

Dersom vi hadde sendt lyset som er vist i grafen ovenfor gjennom et prisme for å produsere en regnbue, ville det sett slik ut:

2df-galaxy-spec-coloursgc

Gjennomsnittsfargen som universet lyser med er dermed den fargen du ville sett dersom du så alle fargene i regnbuen ovenfor på én gang, blandet sammen. For å regne ut hva denne fargen er, må man blant annet ta hensyn til hvordan øyet vårt oppfatter ulike bølgelengder, og gjøre noen antagelser om belysningen. Forskerne beskriver prosessen i mer detalj på websiden sin. Resultatet er fargen som har fått navnet Cosmic Latte:

cosmic-coffee-cup-m

Fargen gir absolutt assosiasjoner til caffè latte. Selv foretrekker jeg kaffen min sort, men kanskje veggene kunne gjort seg med et strøk i Cosmic Latte? For har vi ikke fått nok av Eggeskall nå?

Alternative fargenavn

Da universets farge skulle tildeles et navn, var ikke Cosmic Latte det eneste forslaget. Flere av forslagene holdt seg i den samme koffeinholdige kategorien (kanskje et tegn på at forskere elsker kaffen sin): Cappuccino Cosmico og Cosmic Cream. Andre – og mindre populære – forslag til fargenavn var: Big Bang Buff/Blush/Beige, Astronomer Almond, Skyvory, Univeige og Primordial Clam Chowder.

Hva ville du kalt fargen?

Hovedbilde: kopp med initialen min fra Etsy, genser fra & Other stories

Norge fortsetter som romnasjon!

Stortinget redder Norges deltagelse i Den europeiske romfartsorganisasjonen (ESA) bare to dager før ESA skal finansiere sine prosjekter frem til 2022.

For halvannen måned siden skrev jeg om hvordan regjeringen foreslo å gjøre store kutt i norsk romindustri i det nye statsbudsjettet, spesifikt vår deltagelse i ESA, som ville fått dramatiske konsekvenser for Norge som romfartsnasjon, og som ville vært et trist syn for alle som drømmer om at Norge skal satse på en teknologisk fremtid. Et slikt kutt kunne betydd slutten for norsk romindustri over tid.

Den siste tiden har Arbeiderpartiet, Senterpartiet, Venstre, KrF og SV jobbet hardt for å sikre romindustrien vår, ved å motarbeide statsbudsjettets forslaget om kutt. Før sommeren leverte dessuten Arbeiderpartiet og SV et representantforslag om en ny norsk romstrategi hvor bl.a. et råd skal etableres under næringsministeren, et eget norsk romprogram skal utredes, et eget romteknologiprogram i Innovasjon Norge også skal utredes og Norge skal ha som mål å få mer tilbake fra ESA-samarbeidet. Det er i alle fall noen som har skjønt at romindustrien er noe viktig og spennende å satse på!

I går stilte endelig regjeringspartiene seg bak vedtaket fra Næringskomiteen om å videreføre deltagelsen i ESAs frivillige program på dagens nivå. Forslaget om en ny norsk romstrategi har også fått støtte i Næringskomiteen! Det betyr at norsk romindustri kan gå en spennende tid i møte. Men aller først: Allerede 1.-2. desember avholder ESA ministermøte for å finansiere organisasjonens prosjekter frem til 2022, hvor Norge nå vil forplikte seg med nye bidrag. Hurra!😀

Les mer:

Hovedbilde: Den internasjonale romstasjonen, ESA/NASA

Masteroppgaven: Pirking

Dersom det jeg holder på med skal bli så vitenskapelig korrekt som mulig, må det en del pirking til.

Sist gang jeg skrev om masteroppgaven, fortalte jeg om hvordan jeg går frem for å lage et kunstig lysspektrum. Det hadde jeg gjort på en ganske rask og overfladisk måte, så det ga en del rom for pirking. Nå er jeg ferdig med pirkingen, og jeg har lyst til å fortelle litt om hva det innebærer, samt vise frem hvordan spekteret jeg har lagd ser ut!

Hvordan ser et realistisk spekter ut?

For å repetere, ser et gjennomsnittlig spektrum for en aktiv galakse slik ut (dette er for kvasarer, som er en bestemt type aktiv galakse, men det finnes andre typer aktive galakser som har spektre som ser ganske annerledes ut):

Et gjennomsnittlig spektrum for en kvasar, som er en bestemt type aktiv galakse.
Et gjennomsnittlig spektrum for en kvasar, som er en bestemt type aktiv galakse. Figur: Francis et al. 1991

Her har de gjort observasjoner av en hel drøss med aktive galakser og tatt gjennomsnittet av alle spektrene. De ulike komponentene som bidrar til spekteret (som jeg beskrev i forrige innlegg) kan variere en del fra galakse til galakse, og de varierer ikke nødvendigvis i forhold til hverandre på en regelbundet måte. Det enkleste hadde jo vært om de gjorde det! Så det beste jeg kan gjøre er å se på den gjennomsnittlige oppførselen til aktive galakser og komponentene som bidrar til spekteret: Hva slags verdier har komponentene vanligvis? Og hva er yttergrensene? For å komme frem til dette har jeg lest vitenskapelige artikler hvor andre har gjort akkurat de målingene jeg trenger.

Her kan du se et eksempel på hvordan de ulike komponentene bidrar til det endelige spekteret mitt, hvor den sorte kurven («mock spectrum») er summen av alle komponentene:

masteroppgave_spectrum_full
Mitt kunstige aktiv galakse-spektrum for en bestemt konfigurasjon av parametre. Den horisontale aksen viser bølgelengder målt i Ångstrøm, mens den vertikale aksen viser fluks, et mål på hvor mye lys som sendes ut av et objekt. Hvis jeg justerer parametrene, vil spekteret ligne mer på det som er vist ovenfor. Trykk for å se større.

Oppskriften på et spektrum

Når jeg skal lage spekteret, starter jeg med å sette opp potensloven («power law» i lilla i figuren ovenfor). Den bestemmer den overordnede formen til spekteret og refereres ofte til som kontinuumet. Nøyaktig hvilke verdier kontinuumet – og etterhvert det ferdige spekteret – har på den vertikale aksen, er ikke viktig for mitt arbeid. For meg er det bare viktig hvor sterke komponentene er relativt til hverandre. Derfor skalerer jeg spekteret ved en bestemt bølgelengde – jeg har valgt 6000 Å hvor det ikke skjer så mye. Det gjør at kontinuumet er lik 1 ved 6000 Å, som du kan se i figuren ovenfor. Da slipper jeg unna eventuelle numeriske problemer som kan oppstå når de numeriske verdier blir veldig små (de fysiske verdiene ville vært av størrelsesorden 10-16).

Deretter legger jeg inn jernlinjene («Fe II lines» i grønt) og det såkalte Balmer-kontinuumet («Balmer cont. + He» i gult) hvor jeg benytter meg av maler som andre forskere har lagd basert på observasjoner, som også inkluderer en del helium-linjer. Disse komponentene kan jeg skalere med kontinuumet ved å bruke konseptet ekvivalent bredde. Den ekvivalente bredden til en spektrallinje er et mål på arealet under kurven til en spektrallinje. Man finner denne bredden ved å lage et rektangel hvor høyden på rektangelet tilsvarer høyden til kontinuumet, og den ekvivalente bredden er da den bredden som gir tilsvarende areal som spektrallinjen utfyller. Konseptet er illustrert nedenfor (her med en absorpsjonslinje i stedet for en emisjonslinje, men konseptet er det samme i begge tilfeller):

Definisjonen av ekvivalent bredde. Illustrasjon: Maria Hammerstrøm
Definisjonen av ekvivalent bredde. Illustrasjon: Maria Hammerstrøm

Både jernet og Balmer-kontinuumet bidrar med en del emisjonslinjer. Men det er også en hel del andre linjer som må med i spekteret som jeg legger inn manuelt ved å bruke denne tabellen:

masteroppgave_agn_emissionlines_table
I kolonnen lengst til høyre står det hvor sterke de ulike linjene skal være relativt til én bestemt linje, den såkalte Lyman-alpha-linjen, som man finner ved bølgelengden 1215,67 Å. Veilederen min sendte meg denne (jeg fikk ikke med meg hvilken bok den er fra, og den består av enda en side).

Jeg kan bruke tabellen til å relatere emisjonslinjene til Balmer-kontinuumet jeg allerede har på plass, for eksempel gjennom styrken på Hβ-linjen (hydrogen-beta), som er én av linjene som allerede er representert i Balmer-kontinuumet, og som jeg i tillegg har en verdi for i tabellen min. Siden jeg velger å bruke Hβ-linjen som utgangspunkt, må jeg omskalere alle verdiene i tabellen ovenfor til denne linjen i stedet for Lα-linjen (Lyman-alpha), som tabellen ovenfor er skalert til.

Men det holder ikke å vite hvor sterke (høye) linjene skal være. Jeg må også vite hvor brede de skal være. Når vi snakker om bredden til en spektrallinje, snakker vi om hvor bred linjen er ved halvparten av maksimal styrke, såkalt «full width at half maximum» (FWHM), illustrert her:

Bredden til en spektrallinje. Illustrasjon: Maria Hammerstrøm
Bredden til en spektrallinje. Illustrasjon: Maria Hammerstrøm

Ettersom spektrallinjer varierer i tykkelse hele veien, er det kjekt å være enige om et målepunkt!

Vi skiller mellom smale og brede emisjonslinjer. Disse to typene dannes ulike steder i den aktive galaksen, som er kreativt kalt «den smale emisjonslinjeregionen» og «den brede emisjonslinjeregionen». Overgangen mellom breddene til de to linjetypene er egentlig flytende – det finnes brede linjer som er like smale som smale linjer. Jeg lar de smale linjene være 400 km/s brede, mens de brede linjene er 3000 km/s brede, som er typiske verdier. Bredden måles i km/s, altså hastighet, fordi hvor brede linjen er bestemmes av hvor mye partiklene i gassen som sender ut strålingen beveger seg.

Deretter gjenstår det bare å legge til bidraget fra galaksen! Her bruker jeg også en mal som andre forskere har lagd. Denne malen legger jeg til spekteret mitt ved å si at galaksen skal utgjøre en prosentandel av det totale spekteret ved en bestemt bølgelengde. Igjen bruker jeg 6000 Å. Hvor stor andel galaksen skal utgjøre, bestemmer jeg selv, og her er jeg interessert i å prøve ut forskjellige verdier.

Til slutt slenger jeg på litt støy, beskrevet av signal-til-støy-andelen. Og så har jeg et realistisk spektrum.🙂

En database med spektre

Men jeg skal ikke bare lage ett kunstig spektrum. Jeg skal lage svært mange forskjellige spektrum hvor de ulike parametrene som bestemmer hvordan spekteret ser ut skal varieres. De ulike parametrene jeg skal variere, og hvilke verdier de skal variere mellom, er listet opp her:

  • galakseandel av totalt spektrum = [0.00, 0.25, 0.5, 0.75, 0.95]
  • signal-til-støy-andel = [10, 20, 50, 100, 200]
  • potenslovindeks = [-0.5, 0.5, 1.0]
  • ekvivalent linjebredde, Fe II (jern)  = [0, 44, 114]
  • linjebredde, Fe II (jern) = [1000, 3000]

Jeg skal altså lage spektrum med alle slags kombinasjoner av disse verdiene. Det blir en del spektre, det! Ved å justere parametrene jeg lager spekteret med, simulerer jeg forskjellige typer aktive galakser. Det minner meg om at jeg burde skrive en innleggsserie om aktive galakser! Enn så lenge kan du nyte synet av denne aktive galaksen:

Den aktive galaksen Centaurus A (NGC 5128). Bilde: ESO/WFI (optisk); MPIfR/ESO/APEX/A.Weiss et al. (submillimeter); NASA/CXC/CfA/R.Kraft et al. (røntgen)
Den aktive galaksen Centaurus A (NGC 5128). Bilde: ESO/WFI (optisk); MPIfR/ESO/APEX/A.Weiss et al. (submillimeter); NASA/CXC/CfA/R.Kraft et al. (røntgen)

Slik jeg har skalert de forskjellige komponentene i forhold til hverandre nå (se forrige avsnitt), vil resten av komponentene i spekteret tilpasse seg den nye verdien på en riktig måte dersom jeg endrer på én av parametrene, i stedet for at jeg må gå inn og justere noe manuelt. Alt som kan gjøres av seg selv, er bra, og det er dette programmering mer eller mindre handler om.😉

Nå er jeg i gang med å generere alle spektrene jeg skal lage, som vil føre til en stor database med spektre. Men jeg skal ikke bare variere de forskjellige parametrene: Ettersom jeg legger på tilfeldig støy som vil variere fra gang til gang jeg kjører programmet, skal jeg lage noe sånt som 60-100 versjoner av hvert spektrum. Så det er bare å holde tunga rett i munnen og være organisert! Når jeg er ferdig med databasen, bærer jeg i gang med selve modelleringen (jeg er allerede i gang!), og da vil jeg faktisk få noen resultater det går an å si noe om! Det blir spennende.😀

Høstdager i København

Dagene i København går sakte fremover.

Jeg elsker høsten. Samtidig er det fint å se at høstfargene etterhvert begynner å falme og at kveldene blir mørkere. For det betyr at høst holder på å bli til vinter, og før vi vet ordet av det er det jul! Og kanskje mest av alt: Det betyr at tiden går fremover.

copenhagen-autumn-shoes-leaf

Tidens gang blir ekstra synlig om høsten, for naturen er i så dramatisk endring. Det gjør meg melankolsk og tankefull, og det er vanskelig å la være å tenke på gangen i mitt eget liv. Noen dager føles det som om jeg ikke gjør annet enn å vente på å flytte hjem igjen. Livet er på en måte satt på pause mens jeg er her, og når jeg kommer hjem vil livet starte igjen. Jeg føler meg i limbo.

At det nå nærmer seg slutten av november, betyr at jeg har vært her i tre måneder. Som igjen betyr at jeg har litt over seks måneder igjen til masteroppgaven min skal leveres og jeg kan komme hjem igjen for godt.❤

«You expected to be sad in the fall. Part of you died each year when the leaves fell from the trees and their branches were bare against the wind and the cold, wintery light. But you knew there would always be the spring, as you knew the river would flow again after it was frozen. When the cold rains kept on and killed the spring, it was as though a young person died for no reason.»
– Ernest Hemingway, A Moveable Feast

copenhagen-maria-park-bro

Den siste uken har det endelig gått fremover med masteroppgaven min igjen, etter at jeg har brukt mye tid på å pirke i den samme tingen, som ikke akkurat er så veldig inspirerende. Jeg skal fortelle dere mer om oppgaven snart, for det er jo en stund siden sist nå, og snart kan jeg faktisk begynne å få de første resultatene!😀

copenhagen-park-autumn

En liten fun fact: Bildene (unntatt skoene) er tatt i Ørstedsparken, en park som er oppkalt etter den danske fysikeren og kjemikeren Hans Christian Ørsted. Han oppdaget at det er en kobling mellom elektrisitet og magnetisme, en utrolig viktig oppdagelse! Hans funn oppsummeres i Ørsteds lov. Han har i ettertid blitt hedret ved å få en måleenhet oppkalt etter seg: Ørsted (eller Oersted, for ikke-skandinavere, som har forkortelsen Oe), som er enheten for magnetisk feltstyrke.🙂

Hovedbilde: Kristine Hammerstrøm

Supermåne!

I går var det supermåne. Men hva er det som var så supert med den?

Mennesker er glad i ytterpunkter: Størst, lengst, høyest, minst, varmest, kaldest, eldst, osv. I går ble det slått opp i det vide og brede i mediene om den såkalte «supermånen», som er et virkelig fenomen, og som vi selv kan observere på himmelen med det blotte øyet.

Hva er «supermåne»?

Det som var så supert i går, var en kombinasjon av to ting: 1) Månen var ekstra stor, og 2) det var fullmåne. Denne kombinasjonen går under navnet «supermåne».

Grunnen til at Månen tilsynelatende varierer i størrelse, skyldes noe så enkelt som at den ikke alltid befinner seg i samme avstand fra oss. Det er fordi Månens bane er elliptisk. Banen er riktignok veldig nært sirkulær, men forskjellen på nærmeste og fjerneste punkt er likevel på 42 800 km!

Når Månen befinner seg i et nærmeste punktet («perigeum»), vil den se større og mer lyssterk ut enn når den befinner seg i det fjerneste punktet («apogeum»). Når den er nærmest oss (og det er fullmåne), kaller vi det «supermåne». Når den er lengst unna oss (og det er fullmåne), kaller vi det «mikromåne». Forskjellen er illustrert her:

supermoon
Forskjellen på supermåne og mikromåne. Illustrasjonsunderlag: Freepik. Bearbeidet av meg.

Det må nevnes at Månen ikke trenger å være nøyaktig i banepunktet nærmest jorda for å kvalifisere som «supermåne» – det er faktisk et veldig løst begrep, som per definisjon kan brukes så lenge Månen er innenfor 90 % av den største avstanden den kan befinne seg i. En supermåne er dermed relativt vanlig (de kunne godt strammet inn kriteriet litt, syns jeg). Men det er sjelden Månen er supermåne så nærme som den var denne gangen! Sist gang var 26. januar 1948, mens neste gang blir 25. november 2034.

Fikk du med deg supermånen i går? Jeg fikk dessverre ikke sett den, for her var det overskyet og regnfullt …:/

Hovedbilde: illustrasjonunderlag fra Freepik, justert av meg. Fonten er Master of Break.

Sammen på en liten planet

Det har vært en rar uke for menneskeheten. 

Det er for gjort å miste synet av det store bildet i blant, og i stedet henge oss opp i smålige detaljer: hva som er mitt og ditt, i stedet for å tenke på oss. Det har nesten blitt for enkelt å skape skiller og spille på frykt – oss mot dem, meg mot deg – og fokusere på forskjellene mellom oss i stedet for likhetene. Og deretter bruke dette som grunnlag for forskjellsbehandling. I det siste har det blitt mye mer av dette, og det er vondt å være vitne til. For føltes det ikke ut som om vi var på riktig vei en liten stund?

Skillene som noen er så ivrige etter å tydeliggjøre mellom oss, slik som landegrenser og nasjonalitet, er kunstige. Skillene er der fordi vi har valgt at det skal være sånn. Fra verdensrommet syns de ikke. Fra verdensrommet ser det ut som om vi bor i fellesskap på samme planet, men det føles dessverre sjeldent sånn.

I blant kunne vi hatt godt av å sette oss ned og se på et bilde av jordkloden fullstendig oppslukt av universets mørke, og virkelig tenke på situasjonen vi befinner oss i. For å få litt perspektiv. Du kan for eksempel bruke dette bildet:

Planet-Earth
Jorden. Bilde: Pexels

Vi – nesten 7,5 milliarder mennesker – befinner oss på en bitteliten oase i et mørkt, stort, tomt og ellers livløst univers. Det gjør at det er vanskelig å se på jordkloden uten fylles med en følelse av fellesskap. Dette er vårt lille hjørne av universet. Dette er vi sammen om. Og da føles det utrolig underlig å tenke på hvordan vi behandler hverandre på grunnlag av trivielle ting som religion, hudfarge og seksualitet. Det må da finnes bedre og nyttigere ting å engasjere oss i og krangle om (hvis vi absolutt skal krangle om noe)? Som hvordan sikre vår planets fremtid og sørge for at flest mulige av oss kan leve gode liv?

Det er lett å miste troen på fremtiden når utviklingen ser ut til å gå i en så feil retning som den gjør nå. Og vi kan tulle med at vi snart forhåpentligvis kan dra til Mars og slippe unna alt sammen. Men så glemmer vi kanskje at det er menneskene som er problemet, ikke hvilken planet vi befinner oss på, og at holdningene og problemene våre vil følge oss til Mars også. Så vi må fortsette å holde fast ved de gode verdiene som bygger opp om fellesskapet, og håpe at disse vil seire til slutt – overalt på kloden vår. Og vi må bli mye flinkere til å verne om planeten vår, som i lang tid fremover vil være det eneste holdbare stedet for oss å leve, og som har vernet så godt om oss i dette kalde og likegyldige universet.

Love trumps hate.

Hovedbilde: Pexels

Du kan også forske på galakser!

Du trenger ikke å ha realfaglig utdanning eller komplisert programvare for å bli en galakseforsker. Du trenger bare internett!

Astronomer har et problem: De har ufattelig store mengder data. Det vil tar forferdelig lang tid å skulle gå gjennom alt sammen og analysere alle dataene som er samlet. Så hva gjør man da? Man spør internett!😀

«Citizen Science» med Zooniverse

Når vanlige folk bidrar til forskningen, kalles det «citizen science». Det største, mest populære og mest suksessfulle «citizen science»-prosjektet, er Zooniverse som får hjelp av over en million mennesker til å gå gjennom dataene sine. Dette har ledet til en haug av vitenskapelige artikler.

Mennesker kan nemlig være flinkere til å gjenkjenne mønstre eller telle objekter i et bilde enn det datamaskiner er. Det kan selvfølgelig hende at folk som bidrar til Zooniverse i blant tar feil når de ser på et datasett, men når en stor mengde mennesker ser på hver bit av data, for eksempel et astronomisk bilde, vil det etterhvert være så mange som er enige om hva de ser, til at man sikrer seg mot den slags. Før dataene benyttes i vitenskapelige artikler, vil naturligvis forskere studere de aktuelle bildene selv, men ved at mange andre har sett på dataene før dem og klassifisert dem, vet forskerne nøyaktige hvilke bilder som vil være relevant for forskningen deres og disse kan deretter lett plukkes ut. Slik kan forskerne bruke alle dataene sine mye mer effektivt og «vanlige» folk kan glede seg over å ta del i prosessen.🙂

Her har jeg skrevet litt om de tre tilgjengelige prosjektene du kan bidra til som har med galakser å gjøre:

Klassifiser galakser med Galaxy Zoo

Galaxy Zoo ble opprettet i 2007 og markerte starten på Zooniverse. Målet med prosjektet er å klassifisere millioner av galakser som opprinnelig var blitt fotografert av Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Med tiden er det blitt lagt til observasjoner fra flere observasjonsprogrammer og klassifiseringsmulighetene er blitt mer detaljerte.

Prosjektet handler om å se på galaksebilder og registrere hva det er du ser i bildet. Du kan for eksempel bli vist et bilde som dette:

galaxyzoo-classify-0

Deretter blir du spurt om hva slags form objektet i bildet har:

galaxyzoo-classify-1

Hvis det er en galakse du ser, får du deretter spørsmål om galaksen blir påvirket av andre galakser i nærheten på en eller annen måte:

galaxyzoo-classify-2

Til slutt kan du si ifra dersom du ser andre ting i bildet:

galaxyzoo-classify-3

Og slik kan du holde på så lenge du vil, for du vil hele tiden bli matet med nye galaksebilder.🙂

Poenget med å klassifisere hvordan galakser ser ut, er for å forstå hvordan galakser utvikler seg. Galaksene du ser på vil være fotografert i ulike avstander fra oss, det vil si i ulike tidsepoker i universets historie. Og ved å klassifisere mange nok av dem, kan man kanskje begynne å se mønstre i hvilke galaksetyper det fantes mest av i ulike tidsepoker. Eller du kan tilfeldigvis oppdage noe helt nytt!

Prøv selv: www.galaxyzoo.org

Let etter sorte hull med Radio Galaxy Zoo

Sorte hull kan ikke ses direkte fordi de er sorte, men vi kan se effekten av dem. Et eksempel på dette er jetstråler av materie som blir sendt ut av det sorte hullet i sentrum av noen galakser. Disse jetstrålene har ofte hastighet nær lyshastigheten og strekker seg over enorme avstander.

Radiogalaksen Herkules A. Bilde: NASA, ESA, S. Baum and C. O'Dea (RIT), R. Perley and W. Cotton (NRAO/AUI/NSF), og the Hubble Heritage Team (STScI/AURA).
Radiogalaksen Herkules A. Bilde: NASA, ESA, S. Baum and C. O’Dea (RIT), R. Perley and W. Cotton (NRAO/AUI/NSF), og the Hubble Heritage Team (STScI/AURA).

I dette prosjektet får du først se et bilde av en galakse som er tatt med et radioteleskop. Du blir bedt om å markere de konturene i bildet som kan tolkes som jetstråler (nedenfor har jeg markert den ene):

radiogalaxyzoo-1

Når du har trykket på alle sammen du mener at bør trykkes på, kommer du til et annet bilde av den samme galaksen, denne gangen tatt med et teleskop som ser infrarødt lys. Da skal du prøve å lokalisere kilden til jetstrålene:

radiogalaxy-zoo-2

Og det er det!

Prøv selv: www.radio.galaxyzoo.org

Kartlegg Melkeveien med Milky Way Project

Vi bor i Melkeveigalaksen, en ganske stor spiralgalakse. Målet med å kartlegge galaksen vår, er blant annet å få en bedre forståelse for hvordan stjerner dannes, samt oppdage noen av de mest massive stjernene i galaksen vår.

Du blir bedt om å se etter og tegne inn følgende:

milkywayproject-bubbles
Gassbobler
milkywayproject-bowshocks
Sjokkbølger
milkywayproject-yellowballs
Gule baller

Kanskje du også får øye på noen andre kuriositeter i bildene, slik som gassøyler, stjernehoper, galakser eller andre artefakter?

Dette er et mer komplisert prosjekt enn de andre fordi du skal aktivt tegne inn en del ting i bildene du ser, men kanskje er det desto mer spennende?

Prøv selv: www.zooniverse.org/projects/povich/milky-way-project

* * *

Prosjektene jeg har nevnt her er altså en del av Zooniverse. Men Zooniverse er ikke begrenset til astronomirelaterte prosjekter, du kan også bidra til forskningen innen historie, språk, litteratur, kunst, biologi, klima, medisin, natur, fysikk og samfunnsvitenskap.

Har du prøvd ut noen av prosjektene til Zooniverse? Har du en favoritt?

Hovedbilde: VLT Survey Telescope/ESO (jeg har justert fargen litt)

God natt, Månen

Det er alltid hyggelig å se Månen på himmelen om kvelden. Og det er spesielt hyggelig når jeg er alene på et fremmed sted.

Jeg klarer ikke la være å smile til Månen når jeg ser den om kvelden. Månen har på en måte fulgt meg (og deg) hele livet. Den har tittet forsiktig inn av vinduet mitt, fulgt meg hjem på mørke vinterkvelder, og våket over huset mitt når jeg har ligget og drømt om natten. Selv har jeg stått opp midt på natten for å hilse på den når Jorda skygger for den, og for å se på den i teleskopet mitt.

En øde verden

Det er rart å tenke på måneverdenen som finnes der «oppe». Det øde, grå landskapet som ikke kan annet enn å reflektere sollyset som treffer det. Dette lyset sender Månen mot oss, og gjør nattehimmelen vår magisk og fin.

Jeg syns det er vanskelig å forestille meg at det faktisk har vært mennesker der oppe, og jeg lurer på hvordan det føles å være på Månen. Er det ensomt?

Apollo 11 Mission image - Lunar surface with Astronaut boot in field of view (July 20, 1969) Lunar surface with an astronaut boot and bootprint in field of view. Image taken at Tranquility Base during the Apollo 11 Mission. Original film magazine was labeled S. Film Type: Ektachrome EF SO168 color film on a 2.7-mil Estar polyester base taken with a 60mm lens. Sun angle is Medium. To learn more about Apollo 11 go to: http://www.nasa.gov/externalflash/apollo11_40/ Credit: NASA/APOLLO 11 NASA Goddard Space Flight Center is home to the nation's largest organization of combined scientists, engineers and technologists that build spacecraft, instruments and new technology to study the Earth, the sun, our solar system, and the universe.
Fotavtrykk fra den første månelandingen. Bilde: NASA Goddard Space Flight Center

Når jeg er alene kan jeg finne på å se etter selskap på uvanlige steder, slik som Månen, som jeg altså går rundt og smiler til. It’s me and the Moon, she says. Månen er hyggelig å holde fast ved. Jeg føler at vi har en viss fortrolighet oss i mellom, med tanke på alle årene vi har hatt sammen. Men det er noe trist ved synet av Månen også. Den får meg til å tenke på alt det fine jeg har i livet mitt som er for langt unna akkurat nå.

En liten venn

Månen holder meg med selskap frem til jeg finner tilbake til det og de jeg har reist ifra. Jeg liker å se for meg at de der hjemme ser opp på Månen i akkurat samme øyeblikk som meg, og at vi kommuniserer via Månen på en eller annen underbevisst måte. I love you to the Moon and back.

Noen kvelder er ikke Månen å spore, men da har jeg min måneformede nattlampe (fra A Little Lovely Company) som jeg kom over i en lekebutikk her i København og som er så søt, og som er det siste jeg ser før jeg lukker øynene om kvelden:

godnattmane-dag-lampe

meandthemoon-lamp

godnattmane-natt-lampe

meandthemoon-lamp-2

Jeg håper du får sove godt – og ta en titt ut vinduet for å sjekke om du kan se Månen før du legger deg.😉

Hovedbilde: Pexels

(Visste du at lunar maria er «månehav» i flertall [lunar mare i entall]? Det syns jeg er fint å tenke på.)

Dette forsker årets astrofysikkstudenter på

Det skal handle om galakser, bakgrunnsstråling, og hvordan universet oppfører seg.

Vi har kommet litt ut i høstsemesteret, og jeg og de andre astrofysikkstudentene ved Institutt for teoretisk astrofysikk ved Universitetet i Oslo har kommet i gang med masteroppgavene våre. Jeg har spurt mine medstudenter (vi er et usedvanlig lite kull på fire stykker) om hva de skal forske på innen astrofysikken dette studieåret og hvilke programmeringsspråk de skal bruke.

Galakser som klumper seg

På de aller største skalaene – det vil si hvis vi zoomer ut så langt vi bare kan – ser universet ut som dette:

Resultatet av en simulering av hvordan strukturer har utviklet seg i universet over tid. Bilde: The Millennium Simulation Project
Resultatet av en simulering av hvordan strukturer har utviklet seg i universet over tid. Bilde: The Millennium Simulation Project

Her representerer hver eneste lysprikk en galakse. Galakser vokser i formasjoner kalt «filamenter», hvor de klumper seg mer sammen noen steder enn andre og danner bånd som er knyttet sammen. Vi ønsker å forstå hva det er som får galakser til å klumpe seg sammen på akkurat den måten de gjør, for å få en bedre forståelse for hvordan universet fungerer. Styres sammenklumpingen av 1) hydrodynamiske effekter? Eller kanskje er det 2) en modifisert gravitasjonsteori som beskriver observasjonene våre best? Eller er det en kombinasjon av begge to?

Dette skal Andreas prøve å finne ut av ved å kjøre ulike simuleringer av sammenklumpingen av galakser, for å se hvordan sammenklumpingen blir påvirket av de to ulike fysiske årsakene. Vil hydrodynamiske effekter og en modifisert gravitasjonsteori lede til samme resultat? Eller vil sammenklumpingene se helt annerledes ut i de to tilfellene? Og hvis påvirkning fra de to ligner på hverandre, er det mulig å skille bidraget fra de to?

Tittelen på oppgaven: The interaction between hydrodynamics and modified gravity on cluster scales
Programmeringsspråk: Valgfritt, men fordel å bruke Python pga. eksisterende programvare. Simuleringer gjøres med RAMSES.

Variasjoner i den kosmiske bakgrunnsstrålingen

Den kosmiske bakgrunnsstrålingen beskriver universet da det bare var 380 000 år gammelt, og ser slik ut:

Planck_CMB
Den kosmiske bakgrunnsstrålingen. Figur: Planck/ESA

De ulike fargene representerer forskjellige temperaturer, hvor rødt er varmt og blått er kaldt. Selv om fargene er svært forskjellige, er temperaturforskjellene mellom de ulike fargene veldig små – vi snakker om forskjeller på noe sånt som 0,00001 grader celsius!

I kosmologien, som er studiet av universet som helhet, liker vi å anta at universet er homogent (likt over alt) og isotropt (likt i alle retninger), fordi det gjør matematikken så mye enklere. Den kosmiske bakgrunnsstrålingen er veldig jevn, men ser ut til å være litt sterkere i noen retninger enn andre. Så kan den virkelig sies å være isotrop? Blir resultatene våre feil når vi regner på universet fordi de bygger på en feilaktig antagelse?

Sara skal se på den kosmiske bakgrunnsstrålingen på 12 forskjellige deler av himmelen og se etter hvor sterk variasjonen i temperaturen er på de ulike stedene. Dette er for å sjekke om antagelsen om at bakgrunnsstrålingen og universet vårt er isotropt stemmer!

Tittelen på oppgaven: Testing quadru- and octopolar asymmetry in Planck data
Programmeringsspråk: Fortran og IDL

Problemet med den kosmologiske konstanten

For å beskrive gravitasjonskreftene i universet vårt, bruker vi Einsteinligningen:

einstein-equation-gr-lambda

Venstre siden av ligningen beskriver krumningen av rommet, mens høyre side beskriver materie- og energiinnholdet i universet. Ligningen sier med andre ord at materie og energi påvirker geometrien til rommet. Rommer krummer seg rundt massive objekter, og dette kan tolkes som at det er et gravitasjonsfelt der.

Kurvet romtid. Bilde: Wikipedia Commons
Kurvet romtid. Bilde: Wikipedia Commons

Ligningen ovenfor danner grunnlaget for Einsteins generelle relativitetsteori, som er teorien vi bruker for å beskrive gravitasjonskreftene i universet. Denne teorien er veldig godt testet i våre lokale omgivelser, altså solsystemet vårt. Men på større skalaer hvor vi har med universets akselerasjon å gjøre, er det noe som ikke stemmer …

Symbolet Λ (den greske bokstaven lambda) i ligningen representerer den kontroversielle kosmologiske konstanten, også kjent som vakuumenergi eller mørk energi. Den bidrar til å beskrive hvordan universet vårt utvider seg med en akselerert hastighet. Men det er et problem med denne konstanten: Observasjoner og vår fysiske teori for hva dens verdi skal være, stemmer ikke overens i det hele tatt. Dette kalles kosmologisk konstant-problemet. Uoverensstemmelsen er så stor at den teoretiske verdien for den kosmologiske konstanten er blitt omtalt som «den verste teoretiske forutsigelsen i fysikkens historie».

Denne uoverensstemmelsen er ett av flere problemer i astrofysikken som har ført til at folk arbeider med såkalte modifiserte gravitasjonsteorier, som handler om å endre litt på Einsteinligningen for å se om resultatet da stemmer bedre med det vi observerer. Men alle endringer vi finner på å gjøre, må ikke påvirke resultatet på vår lokale skala hvor vi vet at teorien stemmer – kun på stor skala.

Peder skal se på en metode der han erstatter den kosmologiske konstanten med et vektorfelt som vil oppleves som en ny «kraft» (i likhet med gravitasjon), for å se om dette kan gi en bedre overensstemmelse mellom teori og observasjoner!

Tittelen på oppgaven: Vector fields screening in modified gravity
Programmeringsspråk: Valgfritt

Melkeveiens alder

Rhenium-isotopen Re-187 blir dannet gjennom en hel spesiell kjernefysisk prosess kalt r-prosessen (r står for rapid). Dette er en prosess som krever massevis av nøytroner og som for eksempel kan foregå i kollapsende supernovaer eller når nøytronstjerner kolliderer med hverandre. Ved å måle mengden Re-187 i Melkeveien, kan vi estimere alderen til galaksen vår. Akkurat hvordan alderen til Melkeveien henger sammen med mengden Re-187, vet jeg ikke, for Marie som skulle jobbe med denne oppgaven, endte med å starte på doktorgrad i stedet (hun har en master i fysikk fra før).

Men skulle hun ha jobbet med dette prosjektet, hadde det gått ut på å undersøke usikkerheten i alderen til Melkeveien som måles på denne måten, ved å se på hvordan andre faktorer spiller inn på målingene. Kanskje dette prosjekt er en mulighet for neste års masterstudenter?😉

Tittelen på oppgaven: Uncertainty estimation for Re-Os cosmochronology
Programmeringsspråk: Sannsynligvis Fortran eller Python

Melkeveien observert fra vår plass på innsiden av den. Trykk på bildet for å komme til et innlegg jeg har skrevet om det. Bilde: ESO
Melkeveien observert fra vår plass på innsiden av den. Trykk på bildet for å komme til et innlegg jeg har skrevet om det. Bilde: ESO

Hvor mye lyser galaksen?

Til slutt er det min oppgave! Den har jeg jo allerede skrevet om, men her kommer en litt mer kortfattet versjon.

Aktive galakser er galakser hvor kjernen lyser innmari sterkt. Vi tror at de fleste galakser i universet har et supermassivt sort hull i kjernen, og at det er aktiviteten til det supermassive sorte hullet som får det til å lyse.

Siden aktive galakser lyser så sterkt, kan de ses over enorme avstander. Ettersom vi ser tilbake i tid når vi ser utover i universet, betyr det at aktive galakser lar oss se enda lenger tilbake i tid enn «vanlige» galakser. Det er fortsatt mange ubesvarte spørsmål rundt forholdet mellom supermassive sorte hullet og galaksen det «bor» i, og vi er derfor interessert i å se dem så tidlig som mulig i universets historie for å lære mer. Vi er spesielt interessert i å måle massen til de supermassive sorte hullene som skjuler seg i de aktive galaksene ved ulike avstander.

For å estimere massen til sorte hull, må vi måle lysstyrken til galaksekjernen. Problemet er at når vi prøver å måle lyset fra kjernen, vil det være litt «lysforurensning» fra galaksen som ligger rundt, og det vil gi oss feil estimat av massen til det sorte hullet. Så vi må finne en måte å få renset vekk dette lyset på. Frem til nå har man brukt Hubbleteleskopet ved å ta høyoppløste bilder og gjøre beregninger utifra dette. Men Hubbleteleskopet nærmer seg slutten av sin fantastiske levetid, og vi må finne andre metoder (hvis de finnes!).

Jeg skal sjekke om vi kan bruke eksisterende programvarer for å regne ut galaksebidraget. Da trenger vi kun å ta ett lysspektrum av hele galaksen, som er mye enklere og billigere enn å ta høyoppløste bilder. Det kan se slik ut:

Et gjennomsnittlig spektrum for en kvasar, som er en bestemt type aktiv galakse.
Et gjennomsnittlig lysspektrum for kvasarer, som er en bestemt type aktiv galakse.

Det viser rett og slett hvor sterkt galaksen lyser i hver eneste bølgelengde. Programvarene jeg skal se på vil forsøke å «lese» lysspekteret og dele det opp i ulike komponenter basert på teorier vi har for hvorfor spektre ser ut som de gjør. Dette skal jeg gjøre en statistisk studie av ved å lage en database med kunstige lysspektre hvor jeg vet akkurat hva jeg putter inn, og dermed akkurat hva programvarene bør gi ut. Så får vi se om de klarer det!

Tittelen på oppgaven: Establishing the host galaxy contribution to spectroscopic data of the nuclear emission
Programmeringsspråk: IDL

* * *

Det blir utrolig spennende å se hva vi har kommet frem til når studieåret er omme! Jeg får skrive om det også, når vi har kommet så langt😉

Hovedbilde: Pexels

Skal Norge drive med romfart?

Det nye statsbudsjettet ødelegger for norsk romfremtid.

«Det er kanskje en liten skjult hemmelighet i Norge at vi har en veldig sterk romindustri», sa daværende Nærings- og handelsminister Trond Giske i 2013 da han skulle legge frem den nye stortingsmeldingen for norsk romvirksomhet. Den nåværende regjeringen ser derimot ikke ut til å se noe særlig verdi i hva den norske romindustrien oppnår og bidrar med.

Romnasjonen Norge

Visste du for eksempel at Norge har utstyr på Den internasjonale romstasjonen? At vi sender opp raketter som blant annet forsker på nordlyset – som gjøres fra vårt eget rakettskytefelt, Andøya Space Center? At norske forskere bidro med å beregne banen til Rosetta-sonden? At bildet av Den kosmiske bakgrunnsstrålingen (nedenfor) er satt sammen av norske astrofysikere? At vi på Svalbard har verdens største kommersielle datanedlastingsstasjon, SvalSat, som tar imot data fra utallige satellitter for NASA, ESA og andre (nedenfor)? For å få en kort og fin innføring i alt Norge er involvert i av romfart, anbefaler jeg å sjekke Norway in Space: A Brief Overview på nettsiden til Norsk romsenter!

Planck_CMB
Made in Norway! Det kjente bildet av Den kosmiske bakgrunnsstrålingen. Figur: Planck/ESA
SvalSat på Platåberget, over Longyearbyen. Bilde: Erlend Bjørtvedt
SvalSat på Platåberget, over Longyearbyen. Bilde: Erlend Bjørtvedt

Men vi holder ikke på alene. Innen romfarten vi stå sammen. Det er kostbart å sende opp satellitter og dra ut i verdensrommet, og det krever et bredt spenn av kunnskaper for å lykkes med det.

Derfor har mange europeiske land samlet seg i Den europeiske romfartsorganisasjonen (ESA), som igjen samarbeider mye med amerikanske NASA. Det gjør at vi kan dele på kostnadene og bidra med de kunnskapene vi er gode på. Og da kan vi gjøre ting som ett land alene ikke ville kunne klart.

Selv om astronomi- og romfartsmiljøet i Norge kanskje er lite sammenlignet med andre land, er vi i høyeste grad til stede, og på mange forskjellige måter. I følge Norsk romsenter omsetter norsk romindustri for mer enn 7 milliarder kroner årlig. Og her spiller vårt medlemskap i ESA en sentral rolle.

«Skyter norsk romvirksomhet ned fra himmelen»

Nå vil regjeringen gjøre store kutt i vårt bidrag til den internasjonale romfarten, noe som kan få dramatiske følger for vår fremtid som romfartsnasjon. Spesifikt er det snakk om å minke støtten til ESAs såkalte frivillige prosjekter med 75 %, og redusere nasjonale følgemidler med 40 %.

ESA har en obligatorisk del og en frivillig del, hvor den obligatoriske delen dekker romforskningsprogrammet og felles administrasjon og teknologiutvikling. Kostnaden for dette fordeles på medlemslandene basert på en andel av netto nasjonalinntekt. Under den frivillige delen finner vi viktige programmer som jordobservasjonsprogrammet, bærerakettprogrammet (Ariane), romstasjonsprogrammet, telekommunikasjonsprogrammet, navigasjonsprogrammet, programmet for ubemannet utforskning av planetsystemet (ExoMars), PRODEX-programmet (programmet for utvikling av vitenskapelige forsøk), teknologiprogrammet og programmet for overvåking av det nære verdensrom. For å dekke disse kostnadene må medlemslandene bidra med minst 1/4 av sin andel basert på netto nasjonalinntekt, og velger selv hvor mye de vil bidra med ut over dette. Tidligere har Norge bidratt til den frivillige delen med omtrent den andelen vi gir til den obligatoriske delen. I det nye statsbudsjettet ønsker regjeringen å endre dette beløpet til bare 1/4, altså minimumskravet. (Kilde: Titan)

Det høres jo ikke så farlig ut å skulle være mindre delaktig i noe som er frivillig, men i følge Norsk romsenter er det «… de frivillige programmene Norge henter tilbake ESA-investeringene [fra]. Det er i disse programmene vi skreddersyr den norske romsatsingen på de feltene der Norge har best forutsetninger for å lykkes. Det er der vi høster.» Vår investering og deltakelse i ESAs frivillige programmer gir en årlig gjennomsnittlig sosioøkonomisk avkastning på 40 %, som vil bli sterkt redusert som følge av det nye statbudsjettet.

Når det gjelder følgemidler, så er dette midler som skal hjelpe norske bedrifter og forskningsinstitusjoner med å oppnå et høyt teknologisk nivå, og utvikle rombaserte varer, tjenester og anvendelser. Målet er å gjøre norske aktører konkurransedyktige i den internasjonale romindustrien. Midlene fordeles av Norsk romsenter. Når dette bidraget kuttes, vil det naturligvis få konsekvenser for vår konkurransedyktighet, og vår evne og mulighet til å bidra i den internasjonale romfartsindustrien. For å vise noen eksempler på hvem som driver med romfart i Norge, fikk følgende aktører følgemidler fra Norsk romsenter i fjor:

Kongsberg Defence & Aerospace (Kongsberg), Kongsberg Spacetec (Tromsø), Nammo (Raufoss), Integrated Detector Electronics  (Oslo), S&T (Oslo), Kongsberg Satellite Services (Tromsø), Norut (Tromsø), Meteorologisk Institutt (Oslo, Bergen), Globesar (Tromsø), NIVA (Oslo), NIBIO (ÅS), Indra Navia (Oslo), FFI (Kjeller), Sintef IKT (Trondheim), Kongsberg Seatex (Trondheim), Statens Kartverk (Hønefoss), Norges skiforbund (Oslo), FindMySheep (Kvikne), (Trondheim), MazeMap (Trondheim), Kongsberg Norspace (Horten), TSAT (Fornebu), TAS Lobe Invest (Narvik), EMC Satcom Technologies Norway  (Lysaker), Teleplan (Lysaker), Narom (Andenes), NTNU (Trondheim), Verisat (Fornebu), Universitetet i Oslo, Tromsø Geofysiske Institutt (Tromsø), Universitetet i Tromsø. 

Hvor ble det av den teknologiske fremtiden?

Romfart er noe som menneskeheten kan samles om. Det er ingen som eier himmelen over oss, eller planetene, månene eller stjernene. Og det å utforske verdensrommet er en felles reise vi legger ut på gjennom samarbeidsprosjekter. I følge Norsk romsenter vil «[b]udsjettforslaget fører til at Norge går fra å være en middels stor og solidarisk bidragsyter til den felleseuropeiske romdugnaden, til å bidra minst.» Skal vi ikke fortsette å være en aktiv pådriver for den videre utforskingen som gjøres i dette fellesskapet? Skal ikke norske aktører drømme stort, innovere og være med på å realisere utrolige ting? Skal vi virkelig redusere Norge til å være ESAs kjipe «blindpassasjer»?

Mens andre land fortsetter å bidra på tross av finansielle problemer, skal oljenasjonen Norge kutte sine bidrag så kraftig? Er det ikke nettopp romindustri som kan være fremtiden vår? Venstre går hardt ut i innlegget Høyre skyter norsk romvirksomhet ned fra himmelen, og beskylder regjeringen for «å rasere norsk romvirksomhet og massevis av høyteknologiske arbeidsplasser». Romvirksomheten vår står per i dag for et økende antall høyteknologiske arbeidsplasser over hele landet, og kanskje spesielt i nord.

Går det an å snakke om at vi skal satse på innovasjon og teknologi, og så gjøre slike enorme kutt i en så relevant og viktig bransje? Og går den an å rope etter flere realister og så ødelegge én av de virkelig spennende og innovasjonsrike fremtidsutsiktene innen realfag?

Les mer:

Hovedbilde: Kjell Bjarne Pettersen / Andøya Space Center

En blogg om astronomi, studier & grafisk design