Der findes en mellemstor spiralgalakse mange millioner lysår fra vores blå planet. Den kan observeres fra de to 10 meter Keck-teleskoper på Mauna Kea på Hawaii, og da man optog de første billeder fra teleskopet, fik galaksen med det noget kedelige navn NGC 4151 hurtigt et øgenavn.
For galaksen ligner til forveksling fremstillingen af Saurons Øje fra filmen ’Ringenes herre’, baseret på Tolkiens romaner.
Der er en særlig god grund til at omtale spiralgalaksen ’Saurons Øje’ i dag. For det er lykkedes et hold astronomer fra Niels Bohr Institutet med uhørt stor præcision at bestemme afstanden fra Hawaii til den farvestrålende galakse.
De har med udgangspunkt i det supermassive sorte hul i galaksens centrum – forestil dig hullet i en gammeldags grammofonplade – og en ringformet støvsky – forestil dig en rille i selvsamme grammofonplade – regnet sig frem til, at galaksen befinder sig 62 millioner lysår fra Jorden med en meget lille usikkerhedsmargen på cirka 12 procent. Tidligere har man haft en usikkerhed på helt op til 100 procent
Bemærkelsesværdig bedrift
»Et af de store problemer inden for astronomien er at måle meget store afstande langt ude i universet. Hidtil har man brugt en kosmisk afstandsstige, hvor man måler relative afstande. Det vil sige, at når man skal måle afstanden ud til en fjern galakse, tager man små trin ad gangen via forskellige fikspunkter i universet, som for eksempel klare stjerner og supernovaer. Det akkumulerer en stor grad af usikkerhed. Det har vi undgået ved at måle direkte på Saurons Øje med vores teleskop på Jorden, og på den måde har vi løst afstandsproblematikken«, siger lektor Darach Watson fra Dark Cosmology Centre på Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet.
Bedriften er så stor, at et af verdens førende tidsskrifter, Nature, har valgt at offentliggøre historien i dag.
Anvendte gymnasie-matematik
Det på trods af, at astronomerne i bund og grund har brugt den matematik, man bliver undervist i på gymnasierne, hvor man lærer at beregne siderne i en trekant. Og en lignende metode, som Tycho Brahe i 1572 brugte, da han forsøgte at bestemme afstanden til stjernen Stella Nova, som viste sig at være en supernova.
»Hvis vi stryger alle vores mellemregninger, har det været ret enkelt at bestemme afstanden til galaksen med almindelig geometri, for med teleskopet på Hawaii er det lykkedes os at bestemme vinklen mellem det sorte hul og støvskyen til at være 12 milliontedele af en grad. Derudover har vi ved at se op på himlen fra Jorden med teleskopet kunnet fastslå afstanden fra galaksens centrum – det sorte hul – til den cirkelformede støvsky, som cirkulerer rundt om det sorte hul. Et par tast på lommeregneren gav så, at afstanden til galaksen er 62 millioner lysår«, siger Darach Watson.
De sorte huller vil tage på
Direktør og astrofysiker Kristian Pedersen fra DTU Space er imponeret over sine kollegers arbejde.
»Det har været notorisk svært at måle afstande i universet, og det er nu lykkedes med imponerende præcision i dette tilfælde«, siger Kristian Pedersen.
Ligesom det er rart at kende den præcise afstand fra København til Aalborg, før man laver et landkort, er det også vigtigt at kende de præcise afstande ude i universet, hvis man vil gøre sig håb om at gøre sig klogere på det store mystiske rum.
Foto giver blik 13,2 milliarder år tilbage i tidenDe danske astronomer er allerede blevet klogere. For med kendskabet til den præcise afstand til galaksen, kan de nu fastslå, at det sorte hul i galaksens centrum er cirka halvanden gang tungere, end man tidligere har vurderet.
»Vægten er vigtig, hvis man vil forstå, hvordan sorte huller bliver dannet, og hvilken indflydelse de har på de galakser, som de er en del af. Så når massen pludselig bliver skønnet til at være halvanden gang større, end man tidligere har antaget, så må man revurdere vekselvirkningen mellem sorte huller og de galakser, de befinder sig i«, siger Kristian Pedersen.
Vejer meget mere end solen
Darach Watson snakker meget hurtigt i telefonen fra Niels Bohr Institutet på Blegdamsvej, men bliver helt stille, da han bliver spurgt om, hvad det sorte hul i Saurons Øje nu skønnes at veje. Man kan høre kuglepennen skrive tal på papir, og over et minut senere kommer svaret.
»Med den øgede masse på knap 50 procent, vejer det sorte hul nu 64 millioner gange mere end Solen i vores solsystem. Til sammenligning vejer det sorte hul i vores egen galakse, Mælkevejen, cirka 4 millioner gange mere end Solen. Så det sorte hul i Saurons Øje vejer knap 15 gange mere end det sorte hul i vores galakse«, siger Darach Watson.
Hvis man bladrer tilbage i den kosmiske historie, er der tradition for, at der bliver vendt op og ned på den viden, man har om universet, når der bliver opfundet nye metoder til at måle kosmiske afstande.
»Hver gang vi udvikler nye metoder til at måle afstande, dukker der nye ting frem i horisonten, som vi aldrig har tænkt over«, siger Darach Watson.
På jagt efter universets fødselsdag
Det er astronomernes plan i nærmeste fremtid at regne den præcise afstand ud til et dusin andre galakser med sorte huller i deres centrum. For det kan blive vejen til at finde ud af, hvornår universet havde fødselsdag.
I øjeblikket skønner man at universet er 13,7 milliarder år – med en usikkerhed på cirka 5 procent.
»Når vi med vores nye metode kommer til at kende den præcise afstand til et dusin galakser, kan vi komme med et mere præcist bud på hastigheden af universets udvidelse og dermed komme med et mere nøjagtigt skøn af, hvor gammelt universet er. Det vil kunne rykke universets alder med adskillige hundrede millioner år, og mine kolleger og jeg vil gerne give universet en præcis fødselsattest«, siger Darach Watson.
---------------------
Rettelse: Vi skrev i en tidligere version, at man kan beregne siderne i en trekant, hvis man blot har længden på en af siderne og en vinkel. Det er forkert: En trekant har 3 vinkler og 3 sider, og man skal kende 3 af disse 6 størrelser, dog mindst 1 side, for at kunne beregne de øvrige størrelser.
fortsæt med at læse
