Galaksetyper (2): Elliptiske galakser

Elliptiske galakser er kanskje ikke den mest spennende galaksetypen sånn visuelt sett, men kanskje de bærer på noen interessante hemmeligheter?

Den diffuse greia på bildet ovenfor er faktisk en galakse. Nærmere bestemt en elliptisk galakse. Sammenlignet med spiralgalaksene jeg har skrevet om tidligere, virker dette ganske lite spennende. For det ser jo bare ut som en karakterløs, lysende sky? Men la oss prøve å bli litt kjent med denne galaksetypen likevel.

«Red and dead»

Mens stjernene i en spiralgalakse beveger seg rundt galaksesenteret, beveger stjernene seg innover og utover (radielt) i elliptiske galakser. Det er slik elliptiske galakser får sitt diffuse utseende.

Elliptiske galakser har veldig lite gass, som betyr at det er dårlig med stjernedannelse der, i motsetning til spiralgalakser hvor det er temmelig livlig. Resultatet er at elliptiske galakser i stor grad består av gamle stjerner. Gamle stjerner lyset med et gulrødt lys, som gjør at elliptiske galakser skinner i et mye rødere lys enn spiralgalaksene som er fulle av unge, blålige stjerner. Det er ikke uten grunn at elliptiske galakser ofte blir referert til som «red and dead».

red-dead-elliptical-galaxy
Elliptiske galakser «dør» fra innsiden. Blå = unge stjerner, rød = gamle stjerner. Figur: European Southern Observatory.

Kollisjonsrester

De aller største galaksene vi finner i universet, er elliptiske galakser. Det høres ganske rimelig ut når vi tar i betraktning at elliptiske galakser antas å være resultatet av kollisjoner mellom galakser som deretter slår seg sammen (to galakser er tross alt større enn én). Disse galaksene kan ha vært spiralgalakser i utgangspunktet, men så blir det vakre spiralmønsteret ødelagt i prosessen. Det er riktignok litt vanskelig å definere akkurat hvor store elliptiske galakser er, ettersom de er så diffuse i kantene. Når vi snakker om elliptiske galakser bruker vi derfor ofte uttrykket «effektiv radius». Innenfor denne radiusen kommer halvparten av alt lyset galaksen sender ut fra.

Elliptiske galakser var mindre vanlige i det tidlige universet enn de er i dag. Siden elliptiske galakser er resultatet av kollisjoner og de hovedsakelig består av eldre stjerner, kan vi tenke oss at mange galakser vil ende opp som elliptiske galakser etterhvert som tiden går, og dermed vil det naturligvis bli flere av dem i universet etterhvert som universet blir eldre (og det vil ha vært tilsvarende få da universet var ungt).

Elliptiske galakser er ofte å finne i nærheten av sentrum av galaksehoper. En galaksehop er en samling galakser som er gravitasjonelt bundet til hverandre. Ettersom elliptiske galakser er resultatet av kollisjoner, og det er høyere konsentrasjon av galakser i en galaksehop enn ellers, og galaksene i en galaksehop trekkes mot sentrum av hopen, er det ikke så rart å finne flere elliptiske galakser der.

900px-MACSJ1423.8+2404_ellipticalgalaxy
I sentrum av galaksehopen MACSJ1423.8+2404 ser vi en gigantisk, gulrød elliptisk galakse. Bilde: Hubbleteleskopet, NASA/ESA.

Kort oppsummert

Og det var det. Det er egentlig ikke så mye spennende å si om elliptiske galakser. De er gamle og det skjer ikke så mye der.

Det er ikke første gang at noen har påpekt hvor lite spennende elliptiske galakser er. Se for eksempel denne fine YouTube-videoen, «An Open Letter to Elliptical Galaxies», som oppsummerer noen av forskjellene på spiralgalakser og elliptiske galakser:

Har du en favoritt blant de elliptiske galaksene?

Hovedbilde: Galaksen ESO 325-G004 tatt av NASA, ESA, og The Hubble Heritage Team (STScI/AURA); J. Blakeslee (Washington State University)

Maria-signatur-6

På plass i København!

Jeg har vært i København i nesten en uke og begynner å finne meg til rette her. Og jeg har kommet i gang med masteroppgaven min!

På søndag forlot jeg Oslo og Norge for å bo i København i rundt 10 måneder for å skrive masteroppgaven min. Det blir en del turer hjemom i løpet av perioden, naturligvis. Men det er uansett rart å tenke på at jeg skal være her så lenge på egenhånd. De første dagene var jeg uten internett i leiligheten, som gjorde at jeg nok fikk litt for mye tid og stillhet til å tenke og savne livet hjemme. Selv nå som jeg har fått internett (som gjør at jeg kan se og snakke med kjæresten på Skype og få tilgang til masse underholdning), undrer jeg meg flere ganger daglig over hva jeg gjør her og om masteroppgaven jeg skal skrive her er verdt tiden jeg er borte fra alt der hjemme. Men jeg liker masteroppgaven jeg skal jobbe med veldig godt, så jeg håper at det blir en god opplevelse🙂

Leiligheten

Leiligheten min i Helgesensgade ligger med en behagelig 10 minutters gangavstand til leseplassen min. Det føles utrolig luksuriøst med så kort reisevei ettersom jeg er vant med å pendle i en times tid hver vei. Plutselig har jeg så mye mer tid!

copenhagen-street-helgesensgade
Gaten min!

De seks etasjene med trapper jeg må bestige for å komme hjem til leiligheten hver dag er derimot litt mindre luksuriøse😛 Men det betyr at jeg kommer litt opp i høyden hvor det føles veldig luftig og fint.

copenhagen-apartment-building-window
Leiligheten min befinner seg bak det midterste vinduet helt øverst på taket.
copenhagen-apartment-view
Utsikten fra soverommet.

Det er en liten leilighet – så liten at det nesten er litt vanskelig å ta ordentlig bilder av den – men den har alt jeg trenger. Og jeg har bodd i mindre😛

copenhangen-kitchen-apartment
Det bittelille kjøkkenet mitt🙂

Jeg har fått meg en fin morgenrutine i den nye leiligheten. Det er rullgardiner foran alle vinduene, men det er ikke nok til å holde sola ordentlig unna når den titter frem over takene i bakgården og skinner rett inn på soverommet mitt om morgenen. Og da er det ikke så lett å sove videre. Så jeg står opp når sola står opp (mellom seks og halv syv) og tar meg en kopp kaffe og leser i boken min om aktive galakser:

copenhagen-sunrise-agn-book-coffee
Morgenstund🙂

Dark Cosmology Centre

Jeg har kommet meg på plass hos Dark Cosmology Centre, hvor jeg har fått meg leseplass på et rom sammen med de andre masterstudentene. Det er fortsatt sommerstille der, for det nye semesteret har ikke begynt i København ennå.

copenhagen-dark-building
Jeg har plass i masterstudentrommet i andre etasje, helt til venstre i dette bildet.
copenhagen-dark-desk
Leseplassen min!
copenhagen-ku-studentID
I’m in!

De første to dagene denne uken jobbet jeg litt videre med sommerprosjektet mitt, og kunne humre over denne feilmeldingen (jeg sluttet å humre etterhvert når jeg ikke klarte å bli kvitt den …):

copenhagen-galfit-error-terminal-bomb

Senere i uken fikk veileder-Marianne og jeg snakket om masteroppgaven og hva jeg skal begi meg ut på først, så nå legger jeg sommerprosjektet til side og konsentrerer meg om masteroppgaven en liten stund. Og så kanskje jeg venter tilbake til sommerprosjektet innimellom når jeg føler meg lysten på det. Jeg har dessverre ikke kommet så langt som jeg hadde håpet …

Det er veldig gøy å være i gang med masteroppgaven nå! Jeg er allerede i full sving med både programmering og skriving av selve oppgaven. Ettersom oppgaven skal inneholde en del om bakgrunnsteori og den slags, kan jeg begynne å skrive på den allerede nå. Og jeg elsker jo å skrive❤

copenhagen-agn-work

Selv om det er trist å være her på egenhånd, får jeg veldig god arbeidsro her. Og jeg jobber mye. Det er jo derfor jeg er her, og det er fint å holde meg opptatt med ting. Om morgenen leser jeg teori på sofaen, så drar jeg til leseplassen og jobber med programmet mitt, og om kvelden leser jeg mer teori og skriver på masteroppaven. Jeg håper at jeg får jobbet veldig effektivt og gjort masse, slik at jeg har en del fritid når jeg drar på besøk til Oslo. Det blir mer om arbeidet med oppgaven etterhvert🙂

copenhagen-postit-pink-bye

Maria-signatur-6

Grafisk design & vitenskap: Studietips til begynnerstudenter i matematikktunge realfag

Det er den tiden av året igjen: Studiestart. For mange er det aller første semester som universitetsstudent, og da kan det være godt med noen studietips.

Hundrevis av ferske studenter er klare for å starte den realfaglige studietiden sin hos Universitetet i Oslo. Hva kan de egentlig vente seg? Hvordan er overgangen fra videregående skole? Hvordan bør de legge opp tiden sin? Og hvor kan de be om hjelp, dersom de trenger det?

Å begynne på universitetet kan føles overveldende. Derfor har Matematisk institutt skrevet et hefte med studietips til de nye studentene, som jeg har designet utseendet på🙂

studietips-hefte-design

Resultatet ble veldig friskt og fint! Her er noen av oppslagene (trykk for å se større):

idehefte - omslag

idehefte - 4-5

idehefte - 6-7

idehefte - 22-23

idehefte - 28-29

Se/last ned hele heftet her🙂

Maria-signatur-6

København neste!

København-oppholdet nærmer seg med stormskritt. Om under én uke er jeg på plass der nede, klar til å sette i gang med masteroppgaven min.

Det går veldig i bølger hvordan jeg føler meg når jeg tenker på København-oppholdet mitt. Jeg skal tilbringe rundt 10 måneder der nede for å skrive masteroppgave min, og jeg gruer og gleder meg om hverandre. Noen dager lurer jeg på hva det er jeg egentlig har funnet på, mens andre dager gleder meg veldig til å sette i gang med arbeidet. Ved å dra til København får jeg en masteroppgave som jeg tror blir veldig spennende å jobbe med, samt en veileder jeg tror jeg vil trives godt med. Men det vil bli rart å være borte fra kjæresten og Oslo så lenge, selv om det kommer til å bli mange turer hjem.

Så det er bare å fokusere på de tingene som er å se frem til i København🙂 Det er en nydelig by. Jeg kommer til å gjøre spennende arbeid. Venner, familie og kjæresten kan komme på besøk og vi kan sitte på kafeer og drikke kaffe og spise kanelsnurrer og føle oss verdensvante. Jeg kan få brukt sykkelen min litt igjen. Og besøke planetariet. Og kanskje jeg får skrevet litt? Og så er det bare å se frem til å komme hjem igjen etter fullført masteroppgave, for da blir det bryllup! Vi er godt i gang med planleggingen. Mer om det etterhvert❤

Alt i alt blir det nok en veldig bra opplevelse. Og jeg har allerede bestilt første turen hjem😉

Neste innlegg kommer fra København!

Maria-signatur-6

Fagspråk på norsk

Hvordan formidle astronomi (eller andre vitenskapelige fagfelt) på norsk når den norske fagterminologien knapt eksisterer?

Når studenter og forskere skal diskutere fagfeltet sitt på norsk, dukker det som regel opp en rekke engelske ord midt i våre norske setninger. Det er rett og slett fordi vi ikke vet hva fagordene blir på norsk, eller at det ikke finnes norske fagord å bruke i det hele tatt. Vi kan prøve å finne på oversettelser selv, men så lenge de ikke er innarbeidede, vil vi sannsynligvis ikke bli forstått når vi bruker dem, så det er lettere å holde seg til engelsk. Men hva gjør vi når vi skal kommunisere med folk utenfor fagfeltet vårt?

Å lage nye ord

I min jobb som oversetter i Ny vitenskap har jeg blitt mer obs på dette språkproblemet i det siste, for der støter jeg stadig på vanskeligheter når jeg skal oversette astronomirelaterte artikler fra engelsk til norsk. Ofte blir det de norske sidene på Wikipedia som dikterer hva det norske ordet skal være (hvis en norsk Wikipedia-side i det hele tatt eksisterer for det jeg skal skrive om). Eller så spør jeg astronomene jeg kjenner på Twitter, eller jeg tyr til en litt for direkte oversettelse som ligner på det engelske ordet.

«Er vi dømt til et dårlig norsk fagspråk?»

Nylig skulle jeg se over en rekke astronomirelaterte oversettelser gjort av andre i forbindelse med en bok om universet som Ny vitenskap skal gi ut snart. Jeg vet ikke hvem som stod for oversettelsene eller hva slags fagbakgrunn de har, men jeg må si at de hadde funnet på mange gode oversettelser for engelsk fagterminologi innen astronomien!

Problemet er at astronomene i en del tilfeller allerede har innarbeidet dårlige, direkte oversatte ord, slik at de nye, gode oversettelsene ikke kan brukes, for da blir astronomer som meg forvirret og lurer på hva det egentlig er jeg leser om. Et eksempel er oversettelsen av «emission nebula». Denne hadde blitt pent oversatt med «strålingståke», men astronomer bruker det fantasiløse ordet «emisjonståke». Et annet eksempel er «accretion disk» som hadde blitt bra oversatt til «tilvekstskive», mens astronomer enkelt og greit kaller det «akkresjonsskive» …Er vi dømt til et dårlig norsk fagspråk?

Et formidlingsproblem

I et forskningsmiljø er det ikke så farlig om norske faguttrykk ikke eksisterer, for der foregår det meste på engelsk uansett. Mangelen på norske fagord er egentlig ikke et problem før man begynner med formidling på norsk (og dette gjelder naturligvis ikke bare astronomi, men alle naturvitenskapene, og garantert andre fagområder også).

«Burde norske utdanningsinstitusjoner gå foran
som et godt eksempel og gjøre en jobb med å etablere
et godt norsk fagspråk for fagfeltet sitt?»

Burde norske universiteter og høyskoler bli bedre på å lære studentene sine å snakke om fagområdet sitt på norsk? Sakte, men sikkert blir det mer fokus på formidling, og da må naturligvis språket henge med. Skal dette være en del av utdanningsinstitusjonene sitt formidlingsansvar? Og burde norske utdanningsinstitusjoner gå foran som et godt eksempel og gjøre en jobb med å etablere et godt norsk fagspråk for fagfeltet sitt?

Norsk astronomisk selskap har gjort en bra jobb med en norsk astronomisk ordliste på nettet som gir norske faguttrykk og betydningen av dem. Men burde for eksempel Institutt for teoretisk astrofysikk ved UiO, som den eneste vitenskapelige astronomiske institusjonen i Norge, ha lagd en engelsk-norsk astronomisk ordbok som fokuserer på oversettelsen av selve faguttrykkene? Eller er markedet litt for begrenset til at det er verdt tiden? Kanskje kunne man gjort det interaktivt med en webside hvor alle kan legge inn forslag til oversettelser av ulike faguttrykk?

Eller skal det fortsette å være opp til den enkelte? Det finnes heldigvis fantastiske formidlere som finner gode norske fagord når de skal formidle forskningen sin. Problemet er å finne frem til disse oversettelsene når man plutselig trenger et godt norsk fagord, samt få etablert disse ordene ved at flere bruker dem.

Hva er det vanskeligste faguttrykket du har oversatt til norsk?

Hovedbilde: Hestehodetåken («Horsehead Nebula»)

Maria-signatur-6

Sommerprosjekt: Bildebehandling

Å behandle astronomiske data er dessverre ikke så enkelt som å justere noen verdier i Photoshop for å få et bilde jeg syns ser pent ut …

Det er ufattelig mange ting å tenke på når jeg skal behandle astronomiske bildedata. Det finnes noen standardting som alltid skal gjøres, men det er i tillegg visse ting som må vies en ekstra tanke utifra hvilket teleskop og instrument som er brukt til å gjøre observasjonene. Jeg har derfor lest håndbøker på mange hundrevis av sider som beskriver instrumentet som de astronomiske bildene jeg skal bruke er tatt med. Jeg har tidligere skrevet et innlegg om hvilke observasjonsdata jeg skal bruke.

I dette innlegget går jeg gjennom noen av de viktigste tingene som må gjøres for å få et bilde som det går an å gjøre vitenskap med.

Bildebehandlingen – steg for steg

Galaksebildene jeg skal bruke, vil være fulle av grums, hvor mye av det rett og slett skyldes utstyret som ble brukt for å ta bildene. Mye av dette kan jeg heldigvis rense opp i😀

summerproject-pipeline-hubble-calacs-datareduction
Alle stegene jeg skal igjennom fra jeg starter med det opprinnelige bildet frem til jeg ender opp med en modell av galaksen.
Skjevhetsnivå

Selv om detektoren i teleskopet ikke mottar noe lys i det hele tatt og eksponeringstiden settes til null sekunder, kan det likevel ha blitt produsert positive pikselverdier når detektoren leses av. Dette positive utslaget kalles skjevhetsnivået eller nullnivået («bias level» eller «zero level» på engelsk), og for mitt datasett ser det slik ut:

bias_ngc5548_imagereduction_sommerprosjekt
Skjevhetsnivået i detektoren.

Dette bidraget kan jeg fjerne fra galaksebildet ved å subtrahere disse pikselverdiene fra pikslene i galaksebildet. For bilder er ikke annet enn en haug med punkter (piksler) med ulike verdier, og jeg kan derfor gjøre aritmetikk med dem🙂

Mørk respons

Dersom detektoren ikke mottar noe lys, men sitter i mørket over en viss eksponeringstid, vil detektoren likevel generere et signal, kalt mørk respons («dark response»). Dette er identisk med effekten i avsnittet om skjevhetsnivå, bortsett fra at graden av mørk respons vil være avhengig av eksponeringstiden.

For å korrigere for slik mørk respons, tar man mørk respons-bilder med samme eksponeringstid som observasjonene man gjør av galaksen. Da er det ingen sak å fjerne effekten! Igjen kan bidraget subtraheres fra galaksebildet.

dark_ngc5548_imagereduction_sommerprosjekt
Den mørke responsen i detektoren.
Flathetskorreksjon

Detektoren vil dessverre ikke være perfekt: Alle pikslene vil ikke reagere helt identisk på innfallende stråling, men ha ulik sensitivitet til lys.

Måten å rette opp i dette på, er å ta et bilde av en helt uniform, lys flate med detektoren. Dette bildet vil da vise hvordan sensitiviteten varierer i detektoren. For min galakse ser dette bildet (et såkalt «flat-field image») slik ut:

flat_ngc5548_imagereduction_sommerprosjekt
Sensitivitetsvariasjonen i detektoren.

Dette bildet kan brukes til å korrigere galaksebildet slik at det blir «flatt«, dvs. alle pikselverdiene i bildet blir skalert slik at de viser samme sensitivitet. Det gjøres ved å ta galaksebildet dividert med bildet ovenfor, etter å ha trukket fra de andre effektene.

Kosmiske stråler

Mens man lykkelig gjør sine observasjoner av galaksen man ønsker å studere, kan det i blant komme kosmiske stråler som «fotobomber» bildet. De vil danne lyse streker eller prikker foran eller rundt motivet i bildet, og ødelegger for vitenskapen man har lyst til å gjøre. Disse ønsker jeg å rense vekk. Her ses et eksempel på dette:

LAcosmic_cosmicrays_animation
Eksempel på rensing av kosmiske stråler gjort med programvaren L.A. Cosmic. Animasjon: Pieter van Dokkum.

For å fjerne kosmiske stråler, bruker jeg programvaren L.A. Cosmic, som er en algoritme for å bestemme hvilke punkter i et bilde som kan sies å være kosmiske stråler. Les den vitenskapelige artikkelen bak programvaren dersom du er nysgjerrig på hvordan dette fungerer (det baserer seg på «Laplacian edge detection»)🙂

Drizzle

«Drizzle» er kallenavnet på algoritmen kjent som «Variable-Pixel Linear Reconstruction», en algoritme som er utviklet av og for Hubbleteleskopet. Det er en metode for å kombinere bilder av samme objekt på en smart måte, og fjerne geometriske forvrengninger i bildet som skyldes optikken i teleskopet. Metoden forsøker seg også på å fjerne kosmiske stråler, dersom det skulle være noen igjen etter å ha kjørt L.A. Cosmic. Metoden fører i tillegg til bedre oppløsning og mindre støy i bildet!

Resultatet

Så hvordan har det endelige resultatet blitt? Her er et bilde av galaksen før bildebehandling:

ngc5548_300_single_raw
FØR bildebehandling. Eksponeringstid: 300 s.

Men hvis vi gjør stegene jeg har beskrevet ovenfor, ender vi opp med dette resultatet:

image_300_cleaned_corr_combined
ETTER bildebehandling. Her er to bilder blitt kombinert.

Her ser vi at mye av grumset har forsvunnet, og spiralstrukturen til galaksen har kommet tydeligere frem😀

Den rare, svarte streken i bildet (som jeg ikke er helt sikker på hva er for noe, men den er i alle bildene) må jeg maskere vekk før jeg begynner med modelleringen, som er neste og siste steg i prosjektet.

* * *

Les mer om sommerprosjektet:

Hovedbilde: Bakgrunnsbildet viser NGC 5548 fotografert av Hubbleteleskopet.

Maria-signatur-6

Galaksetyper (1): Spiralgalakser

Når vi tenker på galakser, er spiralgalaksene ofte det første vi ser for oss, med sine ikoniske spiralmønstre. Fins det noe vakrere?

Spiralgalakser kjennetegnes ved sine vakre «armer» av stjerner som ligger i et spiralmønster rundt sentrum av galaksen. Vi bor selv i en spiralgalakse, Melkeveigalaksen.

To typer spiralgalakser

Fra innledningen av denne innleggsserien om galaksetyper viste jeg frem Hubbleserien, et klassifiseringssystem for galakser. Her så vi at det finnes to grupper av spiralgalakser: Vanlige spiralgalakser (S) og stavspiralgalakser (SB).

HubbleTuningFork-galaxy-morphology

Forskjellen på de to typene, er hvordan sentrum av galaksen er formet. Ett eksempel på en vanlig spiralgalakse, er galaksen M74 hvor sentrum av galaksen er mer eller mindre sirkulært (trykk for å se større):

m74s-spiral-galaxy
Bilde: Adam Block/Mount Lemmon SkyCenter/University of Arizona.

Et ekstremt eksempel på en stavspiralgalakse, er galaksen NGC 1300 hvor sentrum av galaksen ikke er sirkulært, men avlangt – som en stav (trykk for å se større):

Hubble2005-01-barred-spiral-galaxy-NGC1300
Bilde: NASA, ESA, og The Hubble Heritage Team STScI/AURA).

Vår egen galakse er faktisk en stavspiralgalakse, men ikke så ekstrem som den her.

Rundt 2/3 av spiralgalaksene som finnes der ute, skal ha slik en stavformet kjernen. Men denne andelen har forandret seg over tid. Da universet var ungt, var det veldig få spiralgalakser som var stavspiralgalakser. Hvorfor har det endret seg? Og hva er egentlig greia med spiralene?

Hvorfor spiraler?

70-80 % av galaksene vi har observert, er spiralgalakser (men vi tror at elliptiske galakser er den dominerende galaksetypen i universet, de er bare ofte veldig mye vanskeligere å få øye på. Mer om dem siden!). Spiralene er jo utrolig fine og sånn, men hvorfor er de egentlig der?

Først er det verdt å merke seg at det finnes massevis av stjerner i det tilsynelatende tomme rommet mellom spiralarmene i en spiralgalakse også. Grunnen til at spiralarmene lyser så sterkt i forhold til områdene i mellom, er fordi det foregår stjernefødsler i stor skala der, og disse unge stjernene er veldig varme og lyssterke, og stjeler dermed all oppmerksomheten. Men stjernene følger faktisk ikke med armene, men passerer gjennom dem, som illustrert i denne videoen (her er armene i ro for å illustrere poenget, men de beveger seg egentlig de også):

(Hvis videoen ikke fungerer i nettlesere din, kan du sjekke ut denne eller bytte til Firefox😉 )

Så hva er spiralarmene egentlig for noe? De er ikke et fysisk objekt, men tetthetsbølger, som vil si området med høyere tetthet enn ellers i galaksen som beveger på seg. Tetthetsbølgene beveger seg rundt galakseskiven, mens objektene i galaksen beveger seg med andre hastigheter, som er avhengig av hvor langt unna sentrum de er. Når stjerner, støv og gass beveger seg gjennom armene (tetthetsbølgene), vil den høye tettheten i området få gass og støv til å klumpe seg sammen, som fører til lommer med stjernedannelse, som får armene til å lyse. Stjerner, støv og gass vil dessuten bli tiltrukket av den høye tettheten i armene, og vil derfor få høyere hastighet på vei mot armene, og lavere hastighet når de forlater armene, slik at de tilbringer ekstra med tid i armene, som gjør at armene blir så tydelige og fine.

Det neste spørsmålet blir naturligvis: Hvor kommer tetthetsbølgene fra? Det må vel være noe som setter de i gang? Dette har vi ikke så god peiling på, dessverre. Noen hypotester er at det kan skyldes asymmetrier i galaksene fra da de først ble dannet, eller ytre påvirkning fra andre galakser. Det er observert eksempler på begge tilfeller, men det er verre å forklare de galaksene hvor ingen av disse situasjonene synes å være tilstede.

Spiralgalakser kan ha forskjellig antall armer. Rundt 10 % av spiralgalakser har kun to armer, mens 60 % av spiralgalakser har flere armer enn dette. De resterende 30 % har ikke armer som er veldefinerte nok til å si hvor mange det er av dem. Melkeveigalaksen har fire, pluss noen småarmer:

614px-Milky_Way_Arms
Melkeveigalaksens armer. Solide linjer = observerte armer, prikkete linjer = ekstrapolerte armer. Figur: Wikipedia.

Hvorfor staver?

Galaktiske staver blir dannet når stjernenes bane rundt galaksesenteret blir ustabile og begynner å avvike fra deres opprinnelige sirkulære mønstre. Forlengelsen av banen til stjernen vokser seg større med tiden, og banene blir etterhvert «låst» i et bestemt mønster, som danner en stav. Staven vil bli tydeligere og tydeligere etterhvert som flere stjerner går over til elliptiske baner. Med tiden vil de fleste stjernene i sentrum av galaksen finne seg plass i staven.

Men hvorfor blir stjernenes baner i det hele tatt ustabile? Den mest støttede hypotesen sier at banene blir ustabile fordi stjerner med ulike banehastigheter samspiller med hverandre. Stjerner nær sentrum av galaksen går fortere i banene sine enn stjerner som befinner seg lenger ut. Hvis det i tillegg er dannelse av strukturer et sted i galaksen, kan dette føre til mer ustabilitet, som får stjerner til å avvike fra deres faste, sirkulære baner, for deretter å bidra til å danne en stav i sentrum av galaksen.

Tilstedeværelsen av staver kan faktisk brukes til å si noe om modenheten til en galakse. En spiralgalakse som startet livet som en stavløs galakse tidlig i universets historie (se figur A nedenfor), vil danne en stav i kjernen sin når den blir massiv nok.

barred-spiral-galaxy-evolution
Datasimulering av utviklingen av en stav. Bokstavene illustrerer da universet var A = 6,2 milliarder år gammel, B = 8,1 milliarder år gammelt, C = 10,6 milliarder år gammelt, D = 13,7 milliarder år gammelt (idag). Figur: E. Athanassoula, LAM.

Dette er grunnen til at det er flere stavspiralgalakser i dag enn det var tidlig i universets historie. Staven er en stabil struktur som kan holde seg lenge, og indikerer med andre ord at vi har med en voksen galakse å gjøre.

Staven i sentrum av galaksen har faktisk en nyttig funksjon: Den tvinger store mengder gass innover mot sentrum av galaksen som fyrer opp stjernedannelsen der, og den mater det sentrale supermassive sorte hullet. Staven er derfor viktig for galaksens utvikling.

Et annet pussig faktum om stavspiralgalakser, er at galakser som vi observerer at har utviklet staver nylig, hovedsakelig er små, lette galakser. Større, tyngre galakser har samme andel av staver i dag som de hadde når universet var yngre. Det henger sammen med at dannelsen av stjerner i massive galakser skjer mye raskere enn i mindre massive galakser, som gjør at ustabilitetene kan oppstå raskere, som betyr at staven blir etablert tidligere.

Spiralgalaksenes skjebne

Vi tror at etterhvert som spiralene bruker opp gassen og støvet sitt, og stjernedannelsen roer seg ned, vil spiralstrukturen etterhvert forsvinne og spiralgalaksen vil bli til en elliptisk galakse. Det skal handle om elliptiske galakser i neste innlegg i serien🙂

* * *

Har du en favoritt-spiralgalakse?🙂

Hovedbilde: Galaksen M83 tatt av NASA, ESA og Hubble Heritage Team (STScI/AURA) ved William Blair (Johns Hopkins University)

Maria-signatur-6

Semesteroppsummering: Statistiske metoder og anvendelser (STK4900)

4stjerner

Kort fortalt: Et fint emne om statistikk.


Statistikk er et fagfelt som jeg i løpet av bachelorgraden min – Bachelor i fysikk, astronomi og meteorologi (FAM) – fikk høre at vi burde hatt mer av i graden, men som det «ikke var tid til», for det er så mye annet som skal læres. Det er først som en del av en Mastergrad i astronomi at statistikk dukker opp som en anbefalt del av studieløpet mitt, og da i form av emnet STK4900 Statistiske metoder og anvendelser.

Hva det handler om

I dette emnet har jeg lært om hva slags statistiske metoder og modeller som passer å bruke basert på hva slags data jeg skal se på. Si for eksempel at jeg ønsker å studere hvordan konsentrasjonen av NO2-partikler (mengden luftforurensning) ett bestemt sted i Oslo avhenger av trafikkmengde og værforhold. Da kan jeg for eksempel måle antall biler, temperatur, vindhastighet og tid på døgnet, og så kan jeg bruke en statistisk modell for å studere hvordan de ulike faktorene spiller inn på luftforurensningen.

Dette emnet er spesielt rettet mot master- og doktorgradsstudenter som trenger kunnskaper i statistiske metoder, men kan også tas på bachelornivå. For meg som har tatt STK1000 Innføring i anvendt statistikk tidligere, ble det ikke fantastisk mye nytt å lære i dette emnet, med unntak av et par nye metoder. Jeg vil si at disse to emnene overlapper hverandre med ganske mange studiepoeng, selv om det ikke står noe om dette på emnesiden.

Statistikk er ikke til å komme utenom i astrofysikken. Hvis jeg for eksempel har lyst til å finne ut noe om galakser, observerer jeg en del av dem og forsøker å si noe generelt basert på disse studiene og målingene jeg har gjort. Siden jeg aldri vil kunne studere alle billionene av galakser som finnes der ute, må jeg ty til statistikk. Det er slik man har funnet det såkalte radius-luminositet-forholdet hos aktive galakser, som jeg skal se på i masteroppgaven min😀

I tillegg er statistikk uansett noe enhver borger burde ha litt kunnskap om, fordi det setter deg bedre i stand til å vurdere påstander som blir slengt ut i media. Se mitt tidligere innlegg om hvordan vitenskap fremstilles i media som handler mye om statistikk.

correlation
Kilde: xkcd.

Problemet med dette emnet, og det foregående statistikkemnet jeg tok, er for min del at eksemplene og oppgavene vi tar for oss har en tendens til å konsentrere seg om medisin (og biologi). Jeg skulle så gjerne  jobbet med oppgaver som viste meg hvordan statistikken vi lærte kan brukes aktivt innen ulike områder av fysikken og/eller astrofysikken! Da hadde emnet engasjert meg mye mer. Spesielt nå som jeg er på masternivå og er i gang med å fordype meg i eget fagfelt. Men sånn vil det ikke bli så lenge studieemnet skal fungere for studenter som kommer fra et bredt spekter av fagfelt. Kanskje det kunne vært et helt eget statistikkemne for naturvitere? Eller så kunne Institutt for teoretisk astrofysikk hatt sitt eget statistikkemne, eller brukt mer statistikk i sine eksisterende emner (f.eks. i AST2210 Observasjonsastronomi)? Det hadde jeg elsket!

Her er litt statistikk om bruken av statistikk i astronomirelaterte vitenskapelige artikler (basert på artikler i datasystemet til Smithsonian Astrophysical Observatory):

statistics-astronomy-abstract-1
Bruken av statistikk i astronomien blir stadig viktigere!
statistics-astronomy-abstract-2
Det er tydeligvis Bayesiansk statistikk som gjelder i astronomien – og som vi ikke har lært om.

Gjennomføringen

Dette emnet har vært lagt opp på en litt spesiell måte: det har kun to uker med undervisning i løpet av semesteret. Da er det forelesning de første tre timene på dagen, og så gruppetimer og oppgavejobbing resten av dagen. Så det blir to intensive uker, én litt tidlig i semesteret og en litt senere i semesteret.

Etter den andre undervisningsuken leverte vi en obligatorisk oppgave som vi måtte få godkjent, og så var det skriftlig eksamen på slutten av semesteret som står for hele karakteren. På eksamen kunne vi ha med oss alle hjelpemidler vi måtte ønske! Da kan det være smart å skrive et godt sammendrag for seg selv😉

Emnet bruker programmeringsspråket R. Ja, enda et programmeringsspråk å lære meg! Vi ble som regel fortalt akkurat hvilke kommandoer vi skulle bruke for å regne ut ulike statistiske oppgaver, så det var veldig greit – man trenger knapt kunne programmering fra før.

Dette er et emne som går veldig bra å jobbe med  på egenhånd. Selv gikk jeg bare på den første forelesningen – resten leste jeg på egenhånd ettersom detaljerte PowerPoint-presentasjoner ble lagt ut på nett. Det var dessuten ofte løsningsforslag til oppgavene som også var tilgjengelig på nett, så jeg dro bare til gruppetimene når jeg ikke fikk til ting på egenhånd eller ved hjelp av løsningsforslagene. Det var mange tilstede på gruppene de første par dagene, men deretter var det ganske få der resten av perioden, så da var det greit å få hjelp når jeg trengte det🙂 Matematikken er veldig enkel i dette emnet, i alle fall sammenlignet med det vi astrofysikere er vant med, men det er en del statistiske modeller å holde styr på.

Råd til deg som skal ta dette emnet

Jeg syns det kom veldig godt med å ha pensumboken fra STK1000, Introduction to the Practice of Statistics av Moore, McCabe and Craig (ISBN 978-1-4641-5893-3). Det er anbefalt en annen bok i dette emnet som støttelitteratur ved siden av PowerPoint-presentasjonene som jeg ikke fikk så veldig mye ut av. Det står riktignok om noen metoder der som ikke står i boken fra STK1000 som var nyttig å ha beskrivelser av, men ettersom UiO-studenter får tilgang til boken digitalt gjennom biblioteket, var det egentlig ikke nødvendig å kjøpe den.

Har du tatt dette emnet? Hva syns du?

Maria-signatur-6

Road trip gjennom Danmark

Jeg har vært på road trip med el-bil, lekt i Legoland, badet, sett mange flotte steder og slappet av. Og spilt litt Pokémon GO, selvsagt …😛

De siste 11 dagene har kjæresten og jeg vært på biltur gjennom Danmark – i strålende vær! Reisen så slik ut:

danmark2016_roadtrip_map_kart

Vi startet med båttur til Fredrikshavn og har kjørt gjennom Danmark og Sverige derfra, men noen avstikkere innimellom.

danmark2016_stenaline

Hele turen ble gjort med el-bil. Nettverket av hurtiglading er nokså godt utbygd i både Danmark og Sverige, så med litt planlegging var det ikke noe problem🙂

danmark2016_tassen_kiasoul_elbil
Ett av mange ladestopp.

danmark2016_selfie_maria_vidar_bil

danmark2016_kanelbolle_frokost
Det ble noen sånne på bensinstasjonene når vi ladet …

Den første natten i Danmark var vi i Skagen, og dro, som de turistene vi er, til den aller ytterste tuppen av Danmark hvor man kan ha bena i to hav på én gang:

danmark2016_skagen_hav
Der Skagerrak og Kattegat møtes: bølgene kommer fra hver sin retning og kolliderer med hverandre i et brus.

danmark2016_skagen

danmark2016_skagen_stener
Pene steiner i sanden på stranden i Skagerak.
danmark2016_skagen_kirke
Den tilsandede kirke.
danmark2016_skagen_hcandersen_beer
Denne måtte prøves på grunn av navnet. Designet var bedre enn smaken …

Neste stopp var Billund: Vi kunne jo ikke dra til Danmark uten å besøke Legoland, for vi elsker LEGO!❤

danmark2016_legoland_inngang

danmark2016_legoland_kennedyspacecenter
Kennedy Space Center! Med «lift-off» og røyk!
danmark2016_legoland_pommesfrites
LEGO-formet pommes frites😀

danmark2016_legoland_shop

danmark2016_legoland_monorail_maria_vidar_selfie
Avslappende monorail-tur på slutten av dagen over Duplo-lekeparken.

danmark2016_legoland_kummelokk

Etter å ha tilbragt noen dager i et sommerhus i Billund sammen med familien til kjæresten, tok vi en avstikker til Ringkøbing. Der er det nemlig en helt fantastisk sandskulpturpark! Det er ordentlig imponerende og verdt et besøk. Her er min favorittfigur fra årets utstilling (det er nytt tema hvert år):

danmark2016_ringkobing_sandskulptur
Et neshorn fra fremtiden.

På veien videre tilbragte vi en natt i Odense – en håpløs by å kjøre i, men det gikk. Odense er hjembyen til H.C. Andersen, men vi var ikke i museumshumør og gikk bare innom museumsbutikken for å kjøpe en julepyntfigur av den standhaftige tinnsoldat🙂 Det fikk meg til å innse at jeg burde kjøpe H.C. Andersen sine samlede eventyr – det hadde vært koselig å lese dem igjen.

danmark2016_odense_grandhotel
Det ærverdige Grand Hotel som vi bodde på i Odense.

danmark2016_odense_grandhotel_frokost

danmark2016_odense_park_svaner
En svane på tur med sine «andunger»🙂

Litt sør for Odense ligger Egeskov slott, som skal være Europas best bevarte vannborg. Det er et flott sted å besøke når været er fint.

danmark2016_egeskov_slott
Legg merke til de ekorn- og snegleformede buskene!

Rundt slottet ligger en fantastisk, prisvinnende park med en rekke forskjellige hager. I tillegg til slottet og parken finnes det en stor utstilling av veteranbiler der.

danmark2016_egeskov_solur_sundial
Solur basert på dikt av Piet Hein.

danmark2016_egeskov_blomster

danmark2016_egeskov_astronaut_is
Tok meg en astronautis i varmen😀

Før vi forlot Fyn, tilbragte vi to netter på et badehotell i Nyborg hvor vi ikke gjorde noe som helst! Det blir litt slitsomt å farte rundt hele tiden og sitte mye i bil, så da var det fint å bare ta det med ro et par dager.

danmark2016_nyborg_hotel_lys
Vakker, regnbuefarget lysvegg på hotellet i Nyborg.

København ble siste stopp i Danmark. Det eneste formålet med Københavnbesøket var å få nøkler til leiligheten jeg skal bo i når jeg jobber med masteroppgaven min der det kommende studieåret, og sette fra meg sykkelen min og noen andre ting. Vi får se nok av København i året som kommer! Det er en søt, liten leilighet som jeg kan legge ut bilder av når jeg flytter dit i slutten av august🙂

danmark2016_copenhagen_nokkel_lego
LEGO-nøkkelringen jeg kjøpte i Legoland fant umiddelbart sin plass hos nøklene til leiligheten min i København.

Siste stopp på turen ble Uddevalla i Sverige. Vi fant oss et fint hotell med egen balkong og flott utsikt:

danmark2016_uddevalla_utsikt

Langs vannet i Uddevalla har de laget en prisvinnende gangvei som var helt topp i sommersolen:

danmark2016_uddevalla_boardwalk

Underveis har jeg syslet litt med sommerens landeplage – mobilspillet Pokémon GO – hvor enn vi kom over steder med gratis Wi-Fi. Selv for meg som ikke har noe særlig forhold til Pokémon fra før av, er det kjempestas å finne forskjellige Pokémon-figurer rundt omkring i landskapet!

danmark2016_pokemongo

* * *

Nå er jeg hjemme igjen og nå blir det full fart med sommerprosjektet og frilansjobber de neste ukene frem til jeg skal flytte til København. Avreisedatoen er satt til 21. august!

Håper du har hatt en fin sommerferie!

Maria-signatur-6

En blogg om astronomi, studier & grafisk design

Følg meg

Få nye innlegg levert til din innboks.

Bli med 48 andre følgere