Teleskop

Astronomi nr 3. 2022

Denne gangen presenterer vi rykende ferske bilder fra James Webb-teleskopet med forklaring skrevet av en som er med på prosjekter som bruker noen av disse bildene. I tillegg kan du lese siste nytt om det svarte hullet i Melkeveiens sentrum, den nye spalten Barnas Univers fortsetter med stjernenes liv, og teleskopserien avsluttes med en artikkel om utstyr for å se på Sola. Så det er ingen grunn til ikke å lese dette bladet.

Oversikt over innholdet:

  • Et nytt univers åpner seg: De første bildene fra James Webb-teleskopet
  • Dette er Sagittarius A*: Det supermassive svarte hullet i sentrum av Melkeveien er fotografert for første gang.
  • Kan nøytronstjerner eksplodere?: En ny type utbrudd fra uvanlige nøytronstjerner gir svaret.
  • Skyer på Mars: Et nytt NASA-prosjekt på Zooniverse skal gi ny forståelse av skyene på vår naboplanet.
  • Et stadig større univers: 100 år siden universets ekspansjon ble forutsagt fra den generelle relativitetsteorien.
  • Stjernebilde: Lyren
  • Teleskoper del 5: Solobservasjoner

Faste spalter

  • Astronytt
  • Barnas univers: Stjernenes liv
  • Historisk: planeten Vulkan
  • Stjernekart: september
  • Solsystemet i sommer
  • Astrogalleri
  • Rapport
  • Astromiks

Giganten i rommet!

Grafikk: NASA/JPL-Caltech

Hva kan vi vente oss av James Webb-teleskopet?

Håkon Dahle, Gjesteforsker ved Institutt for teoretisk astrofysikk, UiO

Forslag om et «neste generasjons romteleskop» ble diskutert allerede på midten av 1980-tallet. I 1990, samme år som Hubble Space Telescope (HST) ble utplassert i verdensrommet, foreslo en komité nedsatt av National Research Council i USA å bygge et romteleskop med et 6-meters hovedspeil for å observere infrarød stråling. Det ble anslått et oppskytningstidspunkt i 2009 og en prislapp som tilsvarer omtrent 4,3 milliarder dollar med dagens pengeverdi. 

Gjennom siste halvdel av 1990-tallet fikk JWST sin nåværende design med en solskjerm og segmentert hovedspeil. I en periode omkring 2011 stod JWST i fare for å bli kansellert på grunn av kostnadsoverskridelser. Heldigvis gikk det ikke slik, og JWST ble omsider skutt opp på tampen av 2021 fra Korou i Fransk Guyana. Den endelige prisen ligger på omkring 10 milliarder dollar.   

Grafikk: NASA, C. Godfrey (STScI) og Maria Hammerstrøm

Det kaldeste teleskopet i universet

JWST kan måle stråling i bølgelengdeområdet 0,6–28 mikrometer, det vil si fra oransje lys til infrarødt. Det er utstyrt med fire instrumenter: Den nær-infrarøde spektrografen (NIRSpec), det nær-infrarøde kameraet (NIRCam), det nær-infrarøde kameraet og spalteløse spektrografen (NIRISS) og det mellom-infrarøde instrumentet (MIRI). Disse instrumentene kan til sammen brukes på 17 forskjellige måter, hvorav flere representerer banebrytende teknologi.

Infrarød stråling med bølgelengder kortere enn 2,4 mikrometer kan måles ganske effektivt fra bakken siden mye av denne strålingen slipper gjennom Jordas atmosfære. Infrarød stråling med enda lengre bølgelengder blir derimot i stor grad absorbert av molekyler i jordatmosfæren. Videre ut i det infrarøde bølgelengdeområdet blir de bakkebaserte observasjonene i tillegg forstyrret av termisk stråling (varmestråling) fra atmosfæren og fra selve teleskopet. Dette kan på sett og vis sammenlignes med å observere stjernehimmelen gjennom et sotet vindu midt på dagen med et selvlysende teleskop!

For å minimere slik termisk stråling, skal JWST befinne seg i en bane omkring gravitasjonslikevektspunktet L2 (Lagrange-punkt 2), omkring 1,5 millioner kilometer fra Jorda i retning vekk fra Sola. Sett fra L2 vil Sola, Jorda og Månen alltid befinne seg i omtrent samme retning og kan dermed lett skygges for. For å unngå strølys fra disse tre himmellegemene er JWST utstyrt med en solskjerm i fem adskilte lag. Til sammen slipper disse lagene kun gjennom en milliontedel av solstrålingen, og i skyggen bak solskjermen er temperaturen omtrent –233 grader celsius. På solsiden vil temperaturen være over 100 varmegrader.

MIRI-instrumentet, som er mest følsom for termisk stråling, blir ytterligere kjølt ned til –267 grader celsius (6 kelvin) ved hjelp av helium. 

På denne måten vil JWST i noen bølgelengdeområder være opptil tusen ganger mer følsom for infrarød stråling enn noe tidligere teleskop på bakken eller i verdensrommet.

James Webb vs. Hubble

JWST blir ofte omtalt som en arvtager etter HST. Det er både galt og riktig. 

Teleskopet representerer en oppgradering i den forstand at speildiameteren er 6,6 meter, sammenlignet med 2,4 meter for HST. Både JWST og HST kan observere rødt lys og den delen av det infrarøde spekteret som ligger nærmest synlig lys. JWST dekker imidlertid større deler av det infrarøde området, og er dermed også i like stor grad en arvtager etter det infrarøde romteleskopet Spitzer Space Telescope som hadde en speildiameter på kun 0,8 meter og var i drift i perioden 2003–2020.

JWST er designet for å ha optimal følsomhet og skarphet i det infrarøde området, og vil faktisk ikke være mer følsom for (rødt) synlig lys enn HST. Fordi HST kan registrere UV-stråling og blått lys som ikke JWST kan måle, vil de to romteleskopene utfylle hverandre. 

Håpet er å kunne drive HST fram til ca. 2030 slik at de to teleskopene kan overlappe i årene framover. Det foreligger planer om et nytt og større romteleskop som kan måle UV-stråling og blått lys etter at HST har sluttet å fungere, men dette forventes ikke å være klart før tidlig på 2040-tallet.

Siste glimt av JWST på vei ut i rommet. Foto: Arianespace, ESA, NASA, CSA, CNES

Dette er et utdrag av artikkelen. I den fullstendige artikkelen i Astronomi 1/2022 kan du blant annet lese mer om de første observasjonene som skal gjøres og hva James Webb-teleskopet skal forske på.

Meld deg inn i Norsk Astronomisk Selskap for å abonnere på bladet. Melder du deg inn nå, vil du fortsatt få ettersendt nr. 1. Neste utgave kommer ut i løpet av mai.

Astronomi nr. 1 2022

I Astronomi nr. 1 har vi selvfølgelig en artikkel om James Webb-teleskopet, som akkurat nå er framme og nå avkjøles og gjøres klar til å starte observasjonene. Vi er også ekstra glade for at vi denne gangen har en artikkel om Kuiperbeltet skrevet av Jane Luu, som faktisk var den som oppdaget det. 

I tillegg er det artikler om blant annet stjernebilder, teleskoper og foreningen Bevar mørket!

 

Her er en oversikt over innholdet:

  • Giganten i rommet: James Webb-teleskopet
  • De neste romteleskopene: Euclid og Nancy Grace Roman
  • Gigantisk strålingsutbrudd: Magnetar observert med instrument utviklet i Norge
  • På sporet av Kuiperbeltet
  • Kattøyetåken
  • Kan kosmologer teste strengteori?
  • Teleskoper del 3: Reflektoren
  • Bevar mørket
  • Stjernebildet: Løven
  • Sirius B fotografert fra Norge

Faste spalter:

  • Astronytt: Nyheter fra verdensrommet
  • Stjernehimmelen februar til mai
  • Rapport
  • Astromiks: Bokanmeldelse, lederspørsmål, m.m.
  • Astrogalleri: Lesernes egne bilder

Meld deg inn i Norsk Astronomisk Selskap her for å abonnere på bladet. Bladet blir også tilgjengelig hos Narvesen i løpet av februar.

Komet C/2021 A1 Leonard

Erik Sundheim, amatørastronom

Kometen «C/2021 A1 Leonard» kan bli en fin komet å se visuelt utover i 2021. Tredje desember er den i nær sammenstilling med kulehopen Messier 3. Utover mot 12. desember blir den stadig sterkere! Se mot øst tidlig på morrakvisten i 5-6-7 tiden!

Komet «C/2021 A1 Leonard»
Banen til komet «C/2021 A1 Leonard», kometikonene er tidlig på morgenen. Illustrasjon Erik Sundheim

Komet Leonard ble oppdaget av Greg Leonard på Mount Lemmon Observatory i USA den 3. januar 2021.

Nylige bilder viser allerede en anstendig koma og hale. Mange spekulerer med stor entusiasme og interesse i at vi får se kometen Leonard visuelt synlig i desember.

På to uker har visuell magnitude økt fra 11,5 til 10(4.nov).

11. desember er det forventet mag. 5.

Dens koma har økt i vinkelstørrelse fra 4′ til 9′ etter å ha utviklet en sterk ytre glorie med intens grønn farge, og halen har vokst fra 5′ til 16′ i lengde.

De beste utsiktene til å se kometen Leonard i Norge vil være om morgenen(5-6-7tiden) fra nå og frem til 12. desember når den blir for lav til å observere.

12.desember er den nærmest jorden, knapt 35 millioner kilometer (0.2333908AU)

Wikipedia definerer en komet som et mindre himmellegeme som kretser rundt en stjerne. Når den befinner seg tilstrekkelig nær stjernen, fremtrer en synlig koma (atmosfære) eller en hale som først og fremst skyldes påvirkningen fra stjernens stråling på kometkjernen. Kometkjerner er svakt sammenholdte samlinger av is, støv og mindre steinpartikler, og varierer i størrelse fra ca. 100 meter til 30 km.

Kometen fotografert 2021-11-28 06:00 13x60s xRVB (totalt 39 min),
kilde: https://en.wikipedia.org/wiki/C/2021_A1_(Leonard)

Hvilket teleskop skal du kjøpe?

  • Teleskop
Foto: Pexels/Thirdman

Dette trenger du å vite.

Ragnar Aas, amatørastronom

De store spørsmålene i livet: Hvorfor lander brødskiva alltid med pålegget ned? Hvordan får de skipet inn i flasken? Og hvilket teleskop skal jeg kjøpe? Tre spørsmål du kan fundere på i lang tid. I en liten artikkelserie skal jeg forsøke å svare på det siste av disse. Det vil si at jeg ønsker ikke å svare på det, fordi jeg anser spørsmålet som umulig å svare på. Men jeg ønsker å gi nok informasjon til leserne så dere forhåpentligvis har nok til å svare på dette spørsmålet selv.

Grunnen til at jeg ikke ønsker å komme med noen svar, er at som så mye annet her i livet, så er dessverre svaret: «Det spørs!». For selv om det er vanlig at de fleste diskusjoner har sine«svar» med to streker under, oppdager jeg til stadighet at det finnes nyanser i alt. Og svarene er ikke så lett tilgjengelige som du skulle tro ved første (eller femte) øyekast.

Det perfekte teleskopet fins ikke

Som student fikk jeg spart meg opp nok penger til at jeg hadde råd til en 8-tommers Dobson-type Newton-kikkert. Den kjøpte og sendte ei venninne i USA til meg. Det var mye billigere enn jeg fikk kjøpt her til lands på den tiden. Dette teleskopet var med meg i mange år og ga meg mye glede.

Første gang jeg fikk møte en skikkelig ringrev i astromiljøet, fikk jeg passet solid påskrevet. Han kunne fortelle meg, med stor overbevisning, at refraktor var det eneste som gjaldt om en var «seriøs». Alt annet var bare leketøy inntil en fikk råd til å kjøpe et skikkelig teleskop. Min fine 8-tommers Dobson var med ett ikke seriøs lenger. Jeg var en amatør blant amatører med et leketeleskop jeg burde bytte ut så snart som mulig for å bli med de seriøse gutta.

X antall teleskop senere er det tydelig at ethvert teleskop har sine fordeler og ulemper. Det å si at én teleskoptype er alle andre overlegen er i beste fall en overdrivelse, så jeg vil heller forsøke å gi et hint om hva de forskjellige teleskopene er best til. Men selv dette er vanskelig å svare på. Det finnes så mange typer, og de har alle sine fordeler og ulemper. At alle teleskoper finner sin himmel, er ikke bare en klisjé.

Jeg kommer ikke til å gå gjennom absolutt alle typer teleskopdesign, siden det finnes nærmest utallige. Men jeg vil ta de vanligste typene som er på markedet, og gi en kort oversikt over fordeler og ulemper med hver enkelt.

Aller først vil jeg gå gjennom en del egenskaper som er viktige og ikke så viktige når det gjelder teleskoper. Deretter fortsetter artikkelserien med refraktorer i Astronomi nr. 4, reflektorer i nr. 1 og katadioptriske teleskop (blanding av refraktor og reflektor) i nr. 2/2022.

Slik fungerer et teleskop

Et teleskop har en linse eller et speil som samler lyset i et brennpunkt. Deretter forstørres bildet som dannes i brennpunktet av et okular. Den lyssamlende evnen bestemmes av diameteren på linsen eller speilet, mens forstørrelsen bestemmes av brennvidden til teleskopet og okularet.

Illustrasjon: Maria Hammerstrøm

Forstørrelse

Først en egenskap som jeg ofte ser blir misforstått og misbrukt. Det første spørsmålet jeg ofte får er: «Hvor mye forstørrer teleskopet?» Det er omtrent som da vi var små og så på speedometeret på biler, og der speedometeret gikk lengst, var vi overbevist om at var den beste bilen. Forstørrelse er også noe som ofte blir brukt som lokkemiddel for billige teleskoper. «Forstørrer tusen ganger!» er ikke uvanlig. Ethvert teleskop kan forstørre tusen ganger med riktig okular, men det er totalt ubrukelig i de fleste tilfeller.

En regel som jeg har brukt med hell, er at maksimal forstørrelse du kan bruke med et gitt teleskop, er to ganger diameteren til objektivet i millimeter. Så dersom du har et linseteleskop med en diameter på 100 mm, så er maksimal forstørrelse ca. 200 ganger. Og det er kun dersom teleskopet er veldig bra optisk og det er bra forhold. Noe mer enn dette vil gi et bilde som er blast, lyssvakt og uten flere detaljer.

En annen sak er at hvor høy forstørrelse du trenger, er avhengig av hva du skal se på. Planetene og Månen krever gjerne en del forstørrelse for å se detaljene skikkelig, mens galakser og stjernetåker normalt er så store at du ikke trenger så mye forstørrelse for at de skal bli store i teleskopet, og ofte er det lettere å se tåkene dersom det er litt «luft» rundt dem.

Som du kan skjønne, så finnes det ingen «superokularer» du kan bruke til alt. Du bør gjerne ha minst tre okularer. Ett til lav forstørrelse, ett til middels og ett til høy. Om du har råd til flere, så kan du gjerne supplere litt mellom disse også.

Forstørrelse

Tre bilder av Saturn slik den ser ut i en 11-tommers reflektor med 400 ganger forstørrelse (til venstre), 5-tommers reflektor med 200 ganger forstørrelse (i midten) og 5-tommers reflektor med 400 ganger forstørrelse (til høyre). Her ser vi tydelig at Saturn i bildet i midten og til venstre er omtrent like lys og tydelig, men at 400 ganger forstørrelse i et 5-tommers teleskop (125 mm) er for mye. Her er Saturn mye mørkere og mer utydelig. Foto: Rocket Roberts

Lyssamlende evne

Teleskopets lyssamlende evne er alfa og omega dersom du ønsker å se på objekter utenfor vårt solsystem, for disse er gjerne lyssvake (med noen hederlige unntak), så mest mulig lyssamlende evne er viktig. Det eneste som da gjelder, er størrelse: Jo større linse foran, desto mer lys blir samlet.

Oppløsning

Et teleskops oppløsning er igjen, stort sett, kun avhengig av størrelse. Oppløsningen til et teleskop forteller hvor nær hverandre to stjerner kan være og du fremdeles ser to stjerner og ikke en.

Vi lever under noen kilometer med atmosfære og den «koker og syder» og gjør at bildet aldri blir helt stabilt. Det er derfor sjelden at du får utnyttet oppløsningen i virkelig store teleskoper uten at du bruker spesielle fotogra- fiske teknikker. Jeg har én gang i livet opplevd at jeg og noen andre kunne dra opp i 700 ganger forstørrelse på Saturn med et 14-tommers teleskop her i Norge. Men da var atmosfæren utrolig stabil i kanskje et kvarter, før det gikk tilbake til den sedvanlige kokingen. Vanligvis er oppløsningen sjelden under ett buesekund uansett hvor stort teleskopet er. Ett buesekund tilsvarer tjukkelsen på et hårstrå 10 meter borte.

F-tallet

Et tall som ofte brukes, er det såkalte f-tallet. Dette gir forholdet mellom brennvidde og diameter på objektivet. Brennvidden er, enkelt forklart, avstanden fra objektivet til fokus. F-tallet har lite å si for visuell astronomi, i alle fall når det gjelder hvor lyssvake objekter du kan se. Men dersom du tar utgangspunkt i det samme okularet, så vil en dobling i f-tall bety dobbelt så høy forstørrelse og halvparten så stort synsfelt. Så det er noe du kan tenke på.

For foto betyr f-tallet en del for hvor lang eksponeringstid du trenger. Dobles f-tallet, firedobles eksponeringstiden.

F-tall og forstørrelse

Har du et teleskop med diameter 100 mm og 900 mm, blir f-tallet 900/100 = 9 (skrives ofte f/9). Setter du på et vanlig okular med brennvidde 25 mm, blir forstørrelsen 900/25 = 36 ganger. Har du derimot et teleskop med diameter 100 mm og f/5, blir brennvidden 500 mm og forstørrelsen 500/25= 20 ganger.

Okularet

En siste ting som kan begrense kvaliteten på bildet du får inn på netthinnen, er kvaliteten på okularet. Om du sammenligner de beste med de dårlige, og endog «gjennomsnittlige», okularene, så er det omtrent som om teleskopet har fått briller. Skarpheten øker betraktelig, fargene blir klarere, kontrasten bedre.

Okularene som følger med mange teleskoper, har jeg av egen erfaring sett er alt fra middels kvalitet til rent søppel. Og med søppel mener jeg at jeg ikke ville brukt det som fyllmasse engang. Jo lavere f-tall, desto mer kreves av okularet. De enkleste er av typen Plössl. De gir et greit felt og skarpt bilde, og de er gjerne relativt rimelige. De dyreste er gjerne spesialdesign fra produsenter, slik som Nagler fra TeleVue, og koster gjerne mange tusen. Det kan føles merkelig å betale tusenvis av kroner for et godt okular, men på den andre siden så vil et godt okular være en god investering som kan vare livet ut, uavhengig av hvilket teleskop man har. Okularets brennvidde (apparent field på engelsk) går fra 50 grader til over 100 grader. Dette angir feltet du ser når du titter inn i okularet. Å se i et teleskop med lite synsfelt, blir litt som å se gjennom et rør, mens med de største feltene føles det som å titte gjennom et vindu. Dersom du deler okularets synsfelt med forstørrelsen, får du det reelle synsfeltet, det vil si hvor mye av himmelen du ser i okularet.

Synsfelt

Å se gjennom et teleskop blir litt som å se gjennom et rør. Denne figuren viser forskjellen mellom et vanlig Plössl- okular og et dyrere vidvinkelokular. Okularene har lik forstørrelse, men ulikt synsfelt. Bildet til venstre tilsvarer et Plössl-okular med synsfelt 52 grader, mens det til høyre tilsvarer et vidvinkelokular med 82 grader. Med et vanlig teleskop med diameter 10 cm, brennvidde 90 cm og okular med brennvidde 25 millimeter, blir forstørrelsen 36 ganger. Med okularet til venstre blir synsfeltet til teleskopet 1,4 grader og med okularet til høyre blir det 2,3 grader. Foto: Fjordane Astronett

Observasjonsmål

Det er viktig å tenke på hva du skal du se på. Om du er mest interessert i planeter, Månen og kanskje kulehoper, er oppløsning og kontrast det viktigste. Om galakser og stjernetåker er på menyen, er lyssamlende evne det viktigste.

Dette er selvsagt veldig grovt inndelt, men gir en pekepinn på hvor du bør satse pengene. Bokstavelig talt. Skal du fotografere, er spørsmålet om du skal fotografere objekter i eller utenfor solsystemet. Det første krever gjerne høyt f-tall og lang brennvidde, det siste et lavt f-tall for å korte ned på eksponeringstiden.

Til slutt er det et visdomsord som jeg gjerne vil dele videre: Det beste teleskopet du har, er det du bruker. Det er mange som kjøper store, superavanserte teleskoper som de aldri bruker fordi det er for mye styr og tar for mye tid å sette opp. Så et spørsmål du alltid bør stille deg er: Har jeg et sted å lagre det? Må jeg bære det ut og inn hver gang? Og hvor tungt orker jeg å bære? Hvor lang tid tar det å sette opp? Om du bruker en time hver gang, og må slite på deg brokk for å slepe det ut, vil det som regel havne på Finn etter en stund til glede for andre som får billig utstyr, men til tap for deg.

Astronomi nr. 4 med neste del i artikkelserien er nå i salg hos Narvesen og på vei til medlemmene. Les mer om innholdet i nr. 4 her.

Meld deg inn i Norsk Astronomisk Selskap nå og få nr. 4 gratis!