Om frihet, jämlikhet och forskning – Galaxer 4/4

Ibland tar den sig upp till ytan, tanken på hur världen skulle ha sett ut ifall hela mänskligheten, inte bara männen, erbjudits möjligheter att studera det de ville.

Detta är ett sådant tillfälle.

Det som får mig att inleda så är naturligtvis Vera Rubins (1928-2016) bidrag till astronomin. Hon ville doktorera vid Princetonuniversitetet men de tog inte emot kvinnor till astronomiprogrammet förrän 1975 (!). De studier i fysik som hon sedan gav sig i kast med gav i och för sig plattformen för en mycket betydelsefull upptäckt; Galaxerna roterar inte så som man tidigare trott. ”That’s funny”, eller nå’t åt det hållet. Det är större att upptäcka något nytt än att bevisa något man tror.

Vera Rubin ville studera svarta hål, men det var då så många (män) som studerade dem att hon valde ett annat mål för sin forskning. Hon tillät sig tänka stort. Väldigt stort. Hennes forskning tog, rent fysiskt, galaktiska proportioner.

Vera Rubins noggranna observationer av stjärnors banrörelse kring galaxernas centrum förvånade stort. Tidigare hade man antagit att stjärnor längre ut från galaxens centrum skulle ha en lägre banhastighet i stort sett likt planeterna kring Solen och, varför inte, satelliterna i sina banor. Mercurius susar fram med en banhastighet kring 47 km/s, Jorden håller en banhastiget på 30 km/s medan Jupiter lunkar på i 13 km/s. Det visade sig att stjärnor i en Galax, förutom de som är närmast centrum, håller i stort sett samma banhastighet. Detta kunde inte förklaras utgående från gravitationen, även om den sammanlagda massan hos stjärnorna innanför ökar ju längre ut i galaxen en stjärna finns. Det man såg, och det man kunde mäta, kunde helt enkelt inte förklara fenomenet. Det måste alltså finnas mer materia än den man ser – en osynlig materia – en mörk materia.

Någon gång kring den tid när dinosaurierna försvann från Jordens fauna sände den ultradiffusa galaxen NGC 1052-DF2 ut det ljus som ger dagens forskare nya frågor att brottas med. Galaxen är större än Vintergatan men innehåller bara 0,4% av antalet stjärnor i vår galax. Det som gör att NGC 1052-DF2 får så mycket uppmärksamhet nu är att den ser ut att helt sakna mörk materia. I följande video får du följa med på en inzoomning mot den ultradiffusa galaxen 65 miljoner ljusår från oss:

Men – låt oss än en gång backa hem till vår egen galax. Det är som sagt inte lätt att skapa en karta av den skog man befinner sig i, men det går. 19 December 2013, klockan 10:12 CET, startade GAIA sin resa mot Lagranggepunkt 2, en och en halv miljoner kilometer från Jorden, 1,5 miljoner km längre bort från Solen.

Gaias uppgift är just att kartlägga Vintergatan, och 25:e april 2018 släppte ESA den andra omgången data. Drygt 1700 miljoner stjärnor är kartlagda, varav 1300 miljoner stjärnor med rörelser, i färg. Därtill är mer än sju miljoner stjärnors radiella hastighet kartlagd, yttemperaturen hos mer än 100 miljoner stjärnor. I datamängden finns också positionerna för 14 099 kända objekt i solsystemet.

I GAIA’s bild syns, förutom vår egen galax’ stjärnor, också Vintergatans satellitgalaxer; de magellanska molnen. De andra galaxerna i den lokala hopen är för långt borta, för ljussvaga, för att synas i GAIA’s bild.

På tal om galaxhopar – Det var förresten Vera Rubin som i sin doktorsavhandling hävdade att galaxer samlas i hopar snarare än befinner sig godtyckligt spridda i universum. Den idén skulle dock ta tjugotalet år i anspråk för att slå rot bland andra astronomer.

Vi har sett på galaxernas proportioner avseende på storlek och tid, och sett på de stora linjerna i vårt universum. Ständigt påminns vi om hur mycket kunskap mänskligheten förvärvat de senaste åren. Det är mindre än hundra år sedan Edwin Hubble slutgiltigt kunde fastställa att det finns galaxer utanför vår egen. Under de senaste trettio åren har upptäckter, såsom exempelvis Hubble Deep Field, gjorts i ett tempo som gör att man ungefär hinner tolka huvuddragen i resultaten innan nästa upptäckt ramlar in. Därtill görs också nya upptäckter utgående från tidigare data när dessa gås igenom med nya ögon.

En stor del av stjärnorna, synliga med blotta ögat, bär arabiska namn. En gång Eufrats och Tigris’ vatten möjliggjorde en kulturell och vetenskaplig utveckling vars spår vi ser ännu idag. Kulturella, religiösa och politiska svängningar har inte alltid gjort det lättare för de som vill lära sig mer om det universum vi lever i. Lysande forskare har tvingats bort från sin passion utan att omvärlden ens kunnat fantisera om vad vi kunnat lära av den livsgärning som aldrig blev.

Vad kan vi göra för att vår västerländska kultur fortsättningsvis ska motivera de forskare som ska ge oss nästa galaktiska, universella, karta?

Jan är lärare i matematik och vetenskapliga tillvalsämnen på Sursik skola i Pedersöre, Finland, samt resursperson på skolresurs.fi. Att ta in världsrymden i klassrummet ger ofta, åtminstone, ett delsvar på frågan ”Varför?”, en fråga som hörs rätt ofta i samband med matematikundervisningen. Att dryfta stora frågor ger nyfikenheten näring, vilket i sin tur är en av nyckelingredienserna till framgång.