jump to navigation

3 ting du ikke visste at du lurte på om universet April 27, 2008

Posted by Arvid in : Vitenskap , trackback
En kunstners gjetning av Melkeveiens utseende
Melkeveien slik en kunstner har forestilt seg den

Vi kan se mye spennende på nattehimmelen, men vi lever likevel i en forholdsvis kjedelig tid hva gjelder spektakulære himmelfenomener. Se bare hva som vil utfolde seg på himmelen i fremtiden:

Nordlys

Ok, da. Alt er ikke bare kjedelig nå heller. Nordlys kan være temmelig heftig, på en måte bilder ikke kan forklare. Jeg anbefaler alle å reise en tur til Nord-Norge i nordlyssesongen bare for å kunne få med seg dette fenomenet i egen person. Som du kanskje vet, så skapes nordlys1 av partikler fra Sola som treffer den øvre atmosfæren i høy hastighet. Det du kanskje ikke vet er at disse ladede partiklene gjerne tar en stor omvei før de ankommer Jorda.

Jordas magnetfelt
Jordas magnetfelt påvirket av solvinden. Bildet er lånt fra www.geography4kids.com

Dette er en tegning av Jorda (blå sirkel) med magnetfeltet tegnet inn som streker med med piler på. Hver strek går sånn ca. fra Jordas magnetiske nordpol i Antarktis til Jordas magnetiske sydpol i Canada2. Unntaket er at noen av strekene forsvinner ut av tegningen. Disse ender til slutt opp på Sola, og er en del av solvinden. Legg merke til dette: Solvinden er også magnetisk. Det fører til at Jordas magnetfelt trekkes ut til en lang hale. Og her ligger nøkkelen til det hele: Ladde partikler klarer nemlig bare å bevege seg langsetter magnetfeltlinjene, ikke på tvers av dem3. Dermed blir noen av partiklene fra Sola fanget i det rosa området på tegningen. Her ligger de og koser seg mens halen blir strukket lenger og lenger ut av solvinden. Etterhvert strekkes halen så langt ut at selv ikke solvinden kan holde den på plass lenger. Halen trekker seg da fort tilbake mot Jorda som når du slipper en sprettert, og alle partiklene som har samlet seg opp slynges med stor hastighet mot Jordas atmosfære. Men siden de fortsatt bare kan bevege seg langs magnetfeltlinjene, så går de i to store buer og treffer atmosfæren i nord og sør, og skaper nord- og sørlys:

Aurora sett fra romferge
Sørlys sett fra en romferge. Bilde fra NASA

Den observante leser har kanskje spurt seg hvorfor ikke partiklene bare kan ta snarveien ned en av traktene mellom magnetfeltlinjene, der hvor den oransje skraveringen tar små avstikkere inn mot Jorda. Svaret er at jo, det kan de. Men dette skjer bare om dagen, så effekten kan kun sees i mørketiden. Dessuten treffer de atmosfæren mye lenger nord enn nattnordlyset, så du må helt til f. eks. Svalbard for å kunne se det.

Vi kommer til å få mye bedre utsikt etterhvert

Vi lever i en spiralgalakse som heter Melkeveien. Men når vi ser opp på nattehimmelen klarer vi ikke å se noe særlig av spiralformen, siden vi ser hele galaksen fra innsiden4:

Melkeveien sett fra Jorda
Nattehimmel i Utah. Bilde fra NASA

Ethvert bilde du kan se av hele Melkeveien, slik som det på toppen av denne posten, vil derfor bare være en gjetning.

Men dette kommer til å endre seg! Akkurat som at Jorda beveger seg i bane rundt Sola, så beveger Sola seg i bane rundt Melkeveiens sentrum. Men Solas bane er ikke like pen og elliptisk som Jordas. I tillegg til å gå en stor bane rundt sentrum av galaksen, så er Sola på vei opp og ut av galakseplanet. Det vil den fortsette med i ca. 40 millioner år, før den snur og beveger seg tilbake til galakseplanet og ut på den andre siden5.

Utsikt til galaksen
Utsikt fra Jorda nå og i fremtiden.

I denne sterkt overdrevne figuren ser vi Melkeveien fra siden, og pilen viser hvordan Sola vil bevege seg de neste millioner år. Man kan bare tenke seg hva våre etterkommere vil se når de titter opp på nattehimmelen i år 40 000 000. Spektakulært vil det nok være uansett.

Vi er på kollisjonskurs!

Melkeveien er ikke den eneste galaksen vi kommer til å få bedre utsikt til. Melkeveien kommer nemlig høyst sannsynlig til å kollidere med den noe større Andromedagalaksen om ca. 3 milliarder år.

Andromeda
Andromedagalaksen. Bilde av John Lanoue

Før det skjer vil Andromeda fylle mer og mer av nattehimmelen etterhvert som den kommer nærmere, og det vil være mulig å studere den i detalj med det blotte øyet. På den tiden vil det fortsatt være ca. 2 milliarder år igjen til Sola eksploderer og svelger Jorda, så det kan godt hende at våre etterkommere fortsatt vil være til stede for å se dette storslagne synet. Det at galakser kolliderer er ikke så veldig spesielt. Vi kan se det mange andre steder i universet:

Kolliderende galakser
Antennegalaksen. Bilde fra NASA

Antennegalaksen er egentlig to galakser som kolliderer. På bildet over kan man se de to opprinnelige galaksekjernene som gule områder. Under kollisjonen vil gassen som befinner seg mellom stjernene noen steder klumpe seg sammen. Nye stjerner dannes lettere i slike områder, så galaksekollisjoner fører til høy produksjon av nye stjerner. Områdene med høy stjerneproduksjon ser vi som blå områder på bildet over.

Slike galaksekollisjoner er svært vanlige i universet fordi det ikke er så langt mellom galaksene i forhold til deres størrelse. Men stjernene i galaksene er derimot veldig langt fra hverandre i forhold til deres egen størrelse, så de kolliderer i praksis aldri. Galaksene vil derfor enten passere tvers igjennom hverandre og bli kraftig deformert av tyngdekraften mellom stjernene, eller de vil slå seg sammen til en stor irregulær galakse6. Av samme grunn er også Sola og Jorda forholdsvis trygge under kollisjonen, men vi kommer nok til å bli kastet både hit og dit.

I videoen under har noen forskere ved hjelp av kraftige datamaskiner simulert hvordan denne kollisjonen kommer til å foregå. Videoen viser hvordan det kommer til å se ut fra Jorda, først med hele himmelen; og så med bare halvparten, slik det vil se ut på en typisk nattehimmel. Hele kollisjonen vil vare i flere milliarder år, så videoen er justert veldig mye opp i hastighet. Men vi kan se at de to galaksene vil passere gjennom hverandre flere ganger før de samler seg til en stor galakse.

Merk at dette ikke er noen fasit på hvor vårt solsystem vil ende opp i en slik kollisjon. Kollisjonen er svært kaotisk, så selv den minste dytt kan få Sola til å ende opp på et helt annet sted. Uansett ser det ut som vår lille klode har en veldig spennende fremtid!

  1. Sørlys også, men jeg konsentrer meg om nordlys her for enkelhets skyld. []
  2. Ja, det er forvirrende at den magnetiske sydpolen ligger i nord og omvendt, men det er ikke viktig for dette temaet. []
  3. De kan bevege seg like lett både med og mot pilene på feltlinjene []
  4. Faktisk ser vi bare 0.000003% av stjernene i Melkeveien, pga. alt støvet som stopper lyset. []
  5. Når Sola kommer langt nok i motsatt retning vil den snu en gang til, og slik har Sola beveget seg frem og tilbake gjennom galakseplanet mange ganger i sin levetid. []
  6. En irregulær galakse er en galakse uten noen systematisk form. []

Comments»

1. Håvar - 29.04 2008

Meget interessant post.

I videoen på slutten ser det ut som om solsystemet vårt havner ganske nærme sentrum av melkeveien med jevne mellomrom under galaksekollisjonen. Hva slags innvirkning vil det ha på solsystemet og jorda?

2. Arvid - 29.04 2008

Solsystemet vil nok holde seg intakt, siden Sola høyst sannsynlig vil holde seg flere lysår fra andre stjerner. Men strålingen er mye sterkere nær sentrum av Melkeveien, så det vil nok skape problemer for eventuelle organismer på Jorda.

3. Audun - 29.04 2008

Hva med kometene i Oort-skyen og slikt? Vil ikke nærgående stjerner kunne slynge objekter inn mot det indre solsystemet og forårsake kvalm der?

4. Arvid - 1.05 2008

Det kommer an på hva du mener med nærgående. Oort-skyen holder en avstand på nesten et lysår fra Sola, som er nesten kvartparten av avstanden til dens nærmeste nabo Proxima Centauri. Dette er omtrent så nærme som stjerner vanligvis kommer hverandre, og jeg vil tro det også er tilfelle under en galaksekollisjon. Oort-skyen er et veldig kaotisk system, så det er vanskelig å si hvilke effekter som fører til at kometer slynges oftere inn i det indre solsystem. Men man har sett at masseutryddelsesscenarier i verdenshistorien ofte sammenfaller med de tidspunktene Sola passerer gjennom galakseplanet som beskrevet over, noe man tror kommer av at det sterkere tyngdefeltet i planet fører til flere perturbasjoner av Oort-skyen. Det er nok mange andre effekter som har innvirkning på dette også, og dette vet man svært lite om. Men det er ikke utenkelig at et sterkere tyngdefelt næmere galaksesenteret kan utløse flere kometnedslag på Jorda.