Sævar Helgi Bragason - Háskóli Íslands

Efnisyfirlit
Á FORSÍÐU
Stjörnuáhugakona
virðir fyrir sér undur
alheimsins í gegnum
stjörnusjónauka.
Myndina tók þýski
ljósmyndarinn Stefan
Seip. Hönnun forsíðu
var í höndum Sævars
Helga Bragasonar og
Arnolds Björnssonar.
EINNIG Í ÞESSU HEFTI
Undur alheimsins
Fyrirlestraröð fyrir almenning í tilefni
af ári stjörnufræðinnar.
GUNNLAUGUR BJÖRNSSON
8
12
10
76
84
Sólin er körfubolti
Stjörnuskoðunarfélag Seltjarnarness
og Stjörnufræðivefurinn standa fyrir
námskeiðum börn, fullorðna og
kennara.
SVERRIR GUÐMUNDSSON
GREINAR
6
18
24
30
36
44
54
62
74
77
Á ári stjörnufræðinnar
Árið 2009 er haldið upp á að 400 ár eru liðin frá því Galíleó beitti stjörnusjónauka til
rannsókna í stjörnufræði. Hátíðahöld fara fram um allan heim, að sjálfsögðu líka hér á
Íslandi.
EINAR H. GUÐMUNDSSON
Norræni stjörnusjónaukinn
Háskóli Íslands tekur þátt í rekstri Norræna stjörnusjónaukans á La Palma, einni
Kanaríeyja.
GUNNLAUGUR BJÖRNSSON
Gammablossar og annasamar andvökunætur
Stjarneðlisfræðingar nútímans fá upplýsingar um öflugustu sprengingar alheims með SMS
skilaboðum frá gervihnöttum.
PÁLL JAKOBSSON
LAT sjónaukinn á Fermi gervitunglinu
Fermi gervitunglið er hannað til þess að leita svara við spurningum um gammageisla,
risasvarthol og gammatifstjörnur.
GUÐLAUGUR JÓHANNESSON
Hulduefni og þyngdarlinsur
Stjarneðlisfræðingar kanna ósýnilegt efni með hjálp náttúrulegra sjónauka.
ÁRDÍS ELÍASDÓTTIR
Reikistjörnurnar ljósmyndaðar
Sannkölluð bylting hefur orðið í reikistjörnuljósmyndun síðustu ár og er nú svo komið að
bestu ljósmyndir áhugamanna af reikistjörnunum jafnast fyllilega á við það besta sem
stærstu sjónaukar jarðar tóku fyrir fáeinum árum.
BJÖRN JÓNSSON
Fönix á Mars
Mars-kanninn Fönix lenti á norðurheimskautssvæði Mars í maí árið 2008. Um borð í
geimfarinu var vindmælir sem íslenskur eðlisfræðingur vann að.
HARALDUR PÁLL GUNNLAUGSSON
Giljadrög á Íslandi og Mars
Í fjallshlíðum á Íslandi og Mars eru mýmörg dæmi um svonefnd giljadrög sem myndast
einkum þegar fljótandi vatn rennur niður hlíðarnar.
ÞORSTEINN ÞORSTEINSSON
Reikistjörnur á himni árið 2009
Þú getur skoðað allar reikistjörnur sólkerfisins á íslenska stjörnuhimninum á ári
stjörnufræðinnar. Hér er sagt frá því hvar reikistjörnurnar er að finna á árinu.
SÆVAR HELGI BRAGASON
Skoðaðu ystu reikistjörnur sólkerfisins
SÆVAR HELGI BRAGASON
2
78
80
Þyrpingar og vetrarbrautir að vori
SÆVAR HELGI BRAGASON
Óríon og Tvíburarnir
SÆVAR HELGI BRAGASON

Sameinaðir kraftar
F í t o n / S Í A
Uppsöfnuð þekking og ómetanleg reynsla
VERKÍS er nýtt ráðgjafarfyrirtæki á sviði verkfræði. VERKÍS verður til við sameiningu fjögurra öflugra
verkfræðistofa sem hafa verið leiðandi í virkjun orku ásamt mannvirkjagerð á Íslandi. Þessi fyrirtæki eru
VST-Rafteikning, Fjarhitun, Fjölhönnun og RT–Rafagnatækni. Hjá VERKÍS starfa um 350 starfsmenn
sem búa yfir ómetanlegri reynslu og uppsafnaðri þekkingu. VERKÍS nýtur sameinaðra krafta í verki.
Verkís | Ármúla 4 | 108 Reykjavík | Sími 422 8000 | verkis@verkis.is | www.verkis.is
3

Ágæta stjörnuáhugafólk
2009
Undur alheimsins
Alþjóðlegt ár stjörnufræðinnar
Það er mér sönn ánægja að rita
inngangsorð í þetta glæsilega rit
Stjörnuskoðunarfélags Seltjarnarness
um Alþjóðlegt ár stjörnufræðinnar. Aldrei
áður hefur Stjörnuskoðunarfélagið lagst
í jafn viðamikla útgáfu og nú. Vonandi að
árangurinn sé félaginu til sóma.
Árið 2009 er sérstakt að mörgu leyti. Það
markar 400 ára afmæli þess
atburðar þegar Galíleó Galílei
beindi fyrst sjónauka sínum
til himins. Á þeim mánuðum
sem í hönd fóru uppgötvaði
Galíleó gíga og fjöll á tunglinu,
kvartilaskipti Venusar og
fylgitungl Júpíters svo fátt eitt
sé nefnt.
Til þess að minnast þessa
atburðar útnefndu Sameinuðu
þjóðirnar og Alþjóðasamband
stjarnfræðinga árið 2009
Alþjóðlegt ár stjörnufræðinnar.
Árið er haldið hátíðlegt af
stjarnvísinda- og stjörnuáhugafólki
um heim allan. Hér á landi
mun Stjörnuskoðunarfélag Seltjarnarness
leggja sitt af mörkum og færa fólki undur
alheimsins með því að bjóða upp á
stjörnuskoðunarkvöld og fleiri viðburði.
Eitt mikilvægasta markmið blaðsins
Undur alheimsins er að hvetja þig til þess að
feta í fótspor Galíleós og fara út með eigin
stjörnusjónauka og sýna öðrum það sem fyrir
augum ber. Allt það sem Galíleó sá er hægt
að skoða með litlum stjörnusjónaukum –
það eina sem þarf er að vita hvar fyrirbærin
er að finna. Til þess að hjálpa ykkur að finna
fyrirbæri á stjörnuhimninum er hér nokkuð
ítarleg umfjöllun um áhugaverð fyrirbæri
sem sjást í öllum áhugamannasjónaukum.
Í blaðið ritar okkar fremsta stjarnvísindafólk
skemmtilegar og fróðlegar greinar um sín
eigin hugðarefni, t.a.m. greinar um gammablossa,
hulduefni og Marskannan
Fönix. Hér er einnig að
finna umfjöllun um félagsstarfið
í Stjörnuskoðunarfélaginu, t.d.
grein um stjörnufræðinámskeið
sem félagið hefur staðið fyrir
undanfarin ár með góðum
árangri.
Þema blaðsins er þróun
stjörnusjónaukans síðastliðinn
400 ár. Þannig er stutt umfjöllun
fyrir hverja grein um tiltekinn
sjónauka sem haft hefur afgerandi
áhrif á þróun stjarnvísinda.
S t j ö r n u s ko ð u n a r fé l a g i ð
leikur stórt hlutverk í ári
stjörnufræðinnar hér á landi. Ég hvet þar
af leiðandi alla félagsmenn til þess að fjölmenna
á þá viðburði sem við stöndum fyrir,
en umfram allt hvet ég allt stjörnuáhugafólk
til þess að fara út með sjónaukann sinn og
skoða stjörnurnar.
SÆVAR HELGI BRAGASON, RITSTJÓRI
saevar@stjornuskodun.is
ÚTGEFANDI
Stjörnuskoðunarfélag Seltjarnarness
PRENTUN
Prentun: Samskipti
Upplag: 5000 eintök
RITSTJÓRN OG HÖNNUN
Ritstjóri: Sævar Helgi Bragason
Umbrot: Sævar Helgi Bragason
Hönnun: Sævar Helgi Bragason
Myndvinnsla: Sævar Helgi Bragason, Arnold Björnsson
PRÓFARKARLESARAR
Helga Stefánsdóttir, Sævar Helgi Bragason
GREINARHÖFUNDAR
Árdís Elíasdóttir, Björn Jónsson, Einar H. Guðmundsson,
Guðlaugur Jóhannesson, Gunnlaugur Björnsson, Haraldur
Páll Gunnlaugsson, Sævar Helgi Bragason, Snævarr
Guðmundsson, Sverrir Guðmundsson, Þorsteinn Þorsteinsson
AUGLÝSINGAR
Auglýsingasala: Sævar Helgi Bragason
Auglýsendur: CCP, Sjónaukar.is, Fjölskyldu- og
hýsdýragarðurinn, Minjasafn Orkuveitu Reykjavíkur,
Trackwell, Verkís, Bræðurnir Ormsson, Forlagið,
Sjónvarpsmiðstöðin, Garmin
STJÖRNUSKOÐUNARFÉLAG SELTJARNARNESS
Formaður: Sævar Helgi Bragason
Gjaldkeri: Kristján Þorvaldsson
Ritari: Óskar Torfi Viggósson
Um Stjörnuskoðunarfélag Seltjarnarness
Stjörnuskoðunarfélag Seltjarnarness er eina félag áhugamanna um stjörnuskoðun
og stjörnufræði á Íslandi og eru félagar í því um 240 talsins. Aðsetur félagsins er í
Valhúsaskóla á Seltjarnarnesi. Uppi á þaki skólans er hvolfþak sem hýsir aðalsjónauka
félagsins sem jafnframt er stærsti stjörnusjónauki landsins.
Stjörnuskoðunarfélagið er opið öllum áhugamönnum um stjörnuskoðun og stjörnufræði
óháð aldri og búsetu. Undanfarin ár hefur félagsgjaldið verið 2.500,- kr. á ári. Á hverju
ári stendur félagið fyrir margvíslegum spennandi uppákomum og ber þar helst að nefna
námskeið í stjörnuskoðun, útgáfu fréttabréfa, sólskoðun og stjörnuskoðun fyrir almenning
auk ýmiss annars.
Nánari upplýsingar um félagið er að finna á vefsíðu þess www.astro.is en þar er líka hægt
að skrá sig og taka þátt í félagsstarfinu.
Á VEFNUM
STJÖRNUSKOÐUNARFÉLAG SELTJARNARNESS
www.astro.is (ssfs@astro.is)
ALÞJÓÐLEGT ÁR STJÖRNUFRÆÐINNAR
www.2009.is (einar@raunvis.hi.is, saevar@stjornuskodun.is)
STJARNVÍSINDAFÉLAG ÍSLANDS
www.raunvis.hi.is/~einar/SI.html (einar@raunvis.hi.is)
STJÖRNUFRÆÐIVEFURINN
www.stjornuskodun.is (stjornuskodun@stjornuskodun.is)
STJÖRNUVERIÐ
natturumyndir.com (snaevarr@mmedia.is)
4

Hvað er á döfinni hjá Stjörnuskoðunarfélagi
Seltjarnarness á ári stjörnufræðinnar?
Margt spennandi er á dagskrá Stjörnuskoðunarfélags
Seltjarnarness á ári stjörnufræðinnar. Félagsfundir verða
haldnir einu sinni í mánuði en sú nýbreytni er á að fundirnir
verða annað hvort á sunnudögum eða fimmtudögum. Þess á milli mun
verða boðað til reglulegra stjörnuskoðunarkvölda fyrir félagsmenn og
almenning.
Janúar 2009
• Sunnudagurinn 18. janúar, kl. 20:00 - Aðalfundur í Valhúsaskóla.
Febrúar 2009
• 10.-11. febrúar (þriðjudagur og miðvikudagur), kl. 20:00 -
Framhaldsnámskeið í stjörnufræði og stjörnuskoðun.
• Fimmtudagurinn 12. febrúar, kl. 20:00 - Félagsfundur í
Valhúsaskóla. Dagskrá kynnt á astro.is.
• 24.-25. febrúar (þriðjudagur og miðvikudagur), kl. 20:00 -
Byrjendanámskeið í stjörnufræði og stjörnuskoðun - Fyrsta
kvöld.
Mars 2009
• Laugardagurinn 7. mars, kl. 13:00 - Krakkanámskeið (5-9 ára) í
stjörnufræði og stjörnuskoðun.
• Sunnudagurinn 8. mars, kl. 13:00 - Krakkanámskeið (10-13 ára) í
stjörnufræði og stjörnuskoðun.
• Sunnudagurinn 20. mars, kl. 20:00 - Félagsfundur í Valhúsaskóla.
Apríl 2009
• Fimmtudagurinn 2. apríl - Félagsfundur í Valhúsaskóla - 100
stjarnfræðistundir (100 Hours of Astronomy).
• 2.-5. apríl - 100 stjarnfræðistundir (100 Hours of Astronomy).
Dagskrá kynnt á astro.is
Maí 2009
Júní 2009
• Miðvikudagurinn 17. júní - Sólskoðun á Austurvelli.
Ágúst 2009
• Laugardagurinn 22. ágúst - Stjörnuskoðunarfélagið á
Menningarnótt. Dagskrá kynnt á astro.is.
September 2009
• Fimmtudagurinn 3. september, kl. 20:00 - Félagsfundur í
Valhúsaskóla.
• Námskeið í stjörnufræði og stjörnuskoðun í Valhúsaskóla. Nánari
upplýsingar á astro.is þegar nær dregur.
Október 2009
• Sunnudagurinn 4. október, kl. 20:00 - Félagsfundur í
Valhúsaskóla.
• Námskeið í stjörnufræði og stjörnuskoðun á landsbyggðinni.
Nánari upplýsingar á astro.is þegar nær dregur.
Nóvember 2009
• Fimmtudagurinn 5. nóvember, kl. 20:00 - Félagsfundur í
Valhúsaskóla.
Desember 2009
• Fimmtudagurinn 31. desember, kl. 23:59 - Ári stjörnufræðinnar
lýkur.
Athugið að ofangreind dagskrá er birt með fyrirvara um breytingar.
Fylgist því vel með á vefsíðu félagsins, astro.is.
• Sunnudagurinn 24. maí - Undirbúningur fyrir sólskoðun 17. júní.
Stjörnuskoðunarfélag Seltjarnarness þakkar eftirfarandi aðilum veittan stuðning við útgáfu þessa blaðs:
5

Á
2009
ári
STJÖRNUFRÆÐINNAR
eftir Einar H. Guðmundsson
Í
ár er þess minnst að fjórar aldir eru liðnar frá því að
Galíleó Galíleí beitti sjónauka fyrstur manna til ítarlegra
athugana í stjörnufræði, en hið nýja undratæki hafði verið
kynnt til sögunnar í Hollandi skömmu áður. Lýsingar Galíleós
á því sem hann sá í sjónaukanum birtust svo fljótlega í
bókinni Sidereus nuncius (Sendiboði stjarnanna). Á ári
stjörnufræðinnar er þess einnig minnst, að árið 1609 greindi
Jóhannes Kepler frá fyrstu niðurstöðum sínum um brautir
reikistjarnanna í sólkerfinu. Það var í tímamótaverkinu Astronomia
nova (Ný stjörnufræði) þar sem Kepler studdist mjög
við stjarnmælingar Tychos Brahes í útreikningum sínum og
vangaveltum um heimsmyndina.
Bæði Galíleó og Kepler aðhylltust hugmyndir Kóperníkusar
um byggingu heimsins og með verkum sínum lögðu þeir vísindalegan
grunn að þeirri niðurstöðu, að sólmiðjukenningin
gæfi rétta mynd af sólkerfinu og að jörðin snerist raunverulega
í kringum sólina en ekki öfugt. Fram að þeim tíma höfðu
flestir litið svo á, að minnsta kosti opinberlega, að jörðin
væri í miðju heimsins og að kerfi Kóperníkusar væri fyrst og
fremst gagnlegt stærðfræðilíkan, sem þægilegt væri að nota
í stjarnfræðilegum útreikningum.
Niðurstöður þeirra Galíleós, Keplers og Brahes, og ekki
síður hin vísindalega aðferðafræði sem þeir mótuðu, varð
upphafið að sögu stórkostlegra uppgötvana í stjörnufræði og
eðlisfræði og kom af stað vísindabyltingu sem hafði djúpstæð
áhrif á hugmyndir manna um alheiminn. Á undanförnum
fjórum öldum hafa herskarar vísindamanna og hugsuða
haldið áfram þeirri vinnu sem frumkvöðlarnir hófu og niðurstaðan
er sú heimsmynd sem við búum við í dag.
Líta má á Alþjóðlegt ár stjörnufræðinnar 2009 sem einskonar
uppskeruhátíð þar sem sögunnar er minnst og áföngum
fagnað. Jafnframt er það markmið aðstandenda, sem eru
stjarnvísindamenn og stjörnuáhugamenn um heim allan, að
gefa almenningi tækifæri til að kynnast stjörnuhimninum og
þeim undrum sem fólgin eru í djúpum himingeimsins. Hér á
landi verður megináherslan lögð á stjörnuskoðun og fræðslu
um stjarnvísindi, meðal annars með því að gefa mönnum
kost á að taka þátt í stjörnuteitum og námskeiðum og hlýða á
Alþjóðlegt ár stjörnufræðinnar 2009 (the International Year of Astronomy 2009: IYA2009) er haldið að frumkvæði
Alþjóðasambands stjarnvísindamanna (the International Astronomical Union: IAU) og UNESCO (the United
Nations Educational, Scientific and Cultural Organization) undir kjörorðinu Undur alheimsins. Nær 140 þjóðir
hafa tekið höndum saman til að kynna jarðarbúum alheiminn og á árinu verður efnt til margs konar viðburða er
tengjast stjörnufræði og heimsfræði. Alþjóðleg vefsíða ársins er www.astronomy2009.org. Þar eru birtar margs
konar upplýsingar um viðburði ársins á alþjóðavettvangi og þaðan má komast í samband við landsnefndir þeirra
fjölmörgu þjóða sem taka þátt í átakinu. Landsnefndirnar hafa umsjón með þeim atburðum sem boðið er uppá
í hverju landi fyrir sig. Vefsíða íslensku landsnefndarinnar er www.2009.is.
6

almenna fyrirlestra. Þá er reiknað með að stjarnvísindi verði
til umfjöllunar í fjölmiðlum. Með þessu er ætlunin að veita
frekari innsýn í veröld stjarnvísindanna og vekja menn til umhugsunar
um gerð og þróun alheimsins og stöðu mannsins
í honum.
Á ári stjörnufræðinnar er einnig ástæða til að líta
til framtíðar og huga að helstu viðfangsefnum stjarnvísindamanna
á næstu árum. Þar má til dæmis nefna ítarlegar
rannsóknir á nágrönnum okkar í sólkerfinu, fæðingu
stjarna í geimþokum og dauðastríði þeirra í sprengistjörnum
og gammablossum. Rannsóknir á árekstrum svarthola og
nifteindastjarna sem og öðrum uppsprettum þyngdarbylgna
verða ofarlega á baugi og einnig má nefna rannsóknir á eðli,
þróun og dreifingu vetrarbrauta í geimnum, þyngdarlinsum,
hulduefni og hulduorku og sjálfu upphafi alheimsins eins
og það birtist í örbylgjukliðnum og eiginleikum öreinda. Til
þess að afla nauðsynlegra gagna eru hópar vísindamanna
víða um heim nú að smíða eða hanna fjölda nýrra tækja til
rannsókna á alheimi, þar á meðal nýja geimsjónauka og jarðbundna
risasjónauka á mörgum sviðum rafsegulrófsins auk
þyngdarbylgjumæla og öreindamæla af ýmsu tagi.
Eitt áhugaverðasta viðfangsefni næstu ára og áratuga
verður þó án efa leitin að jarðlíkum reikistjörnum í fjarlægum
sólkerfum og könnun á því hvort þar sé líf að finna. Minnsta
fjarreikistjarnan, sem menn þekkja núna, er um það bil fimm
sinnum massameiri en jörðin. Von er til þess að þetta breytist
fljótlega, því að vorið 2009 verður skotið á loft sérhæfðum
geimsjónauka, Kepler, sem hefur það að meginverkefni að
leita að hnöttum á stærð við jörðina í öðrum sólkerfum.
Leitin fer fram á næstu árum á afmörkuðu svæði í Svaninum
og Hörpunni, tveimur stjörnumerkjum sem sjást vel frá
Íslandi. Þegar jarðlíkir hnettir finnast verður næsta skref
að litrófsgreina endurskin þeirra til að kanna hvort þar
séu skilyrði til lífs. Það verkefni bíður þó arftaka Keplersgeimsjónaukans.
Í þessu sambandi má nefna að á undanförnum árum
hefur ný þverfagleg vísindagrein farið ört vaxandi. Það er
hin svokallaða stjörnulíffræði (astrobiology) þar sem vísindamenn
í stjörnufræði, líffræði, jarðfræði, eðlisfræði og efnafræði
vinna saman að rannsóknum á uppruna efnis og orku í
alheimi, myndun stjörnukerfa, stjarna og reikistjarna og uppruna
sjálfs lífsins. Á ári stjörnufræðinnar verður leitast við að
kynna þessa nýju vísindagrein.
Það er von þeirra sem standa að ári stjörnufræðinnar hér
á landi að sem flestir Íslendingar fái notið þess sem boðið
verður uppá á næstu mánuðum. Stjörnufræðin er ekki einungis
elst allra raunvísinda heldur sú vísindagrein sem um
aldir hefur vakið dýpstu og áleitnustu spurningarnar um
efnisheiminn og stöðu mannsins í honum.
Einar H. Guðmundsson er prófessor í stjarneðlisfræði við
Raunvísindastofnun Háskóla Íslands og formaður íslensku
landsnefndarinnar fyrir ár stjörnufræðinnar 2009.
MIKILVÆGIR TENGLAR
Þú getur fylgst með framvindu mála á nokkrum góðum
vefsíðum:
www.2009.is
www.stjornuskodun.is
www.astro.is
www.astronomy2009.org
Vetrarbrautarslæðan rís yfir
Alborzfjöll í Íran. Umhverfið
er lýst upp af tunglskini.
Mynd: Babak Tafreshi.
7

Sjónaukar.is - Hágæða stjörnusjónaukar fyrir byrjendur og lengra komna
Dobson spegilsjónaukar
Orion SkyQuest XT4.5
Orion SkyQuest XT6
Intelliscope
Orion SkyQuest XT8
Intelliscope
Ferrari ZenithStar Racing
Hágæða linsusjónauki í
fugla- og stjörnuskoðun
úr smiðju William Optics
Sjónaukar.is
sjonaukar@sjonaukar.is
9

Stjörnurnar í skólastofunni
Snævarr Guðmundsson
Stjörnuverið
Kennarar geta fengið færanlegan stjörnuhimin inn í skólastofuna.
Stjörnuhiminninn tekur til margra þátta í tilveru okkar. Á okkar tímum
er sannkölluð gullöld í stjörnufræði þar sem margar athyglisverðar
uppgötvanir eru sífellt gerðar. Þrátt fyrir það reynist oft erfitt að
miðla einföldum grunnatriðum eins og helstu kennileitum á stjörnuhimninum.
Þeir sem vænta hagstæðra skilyrða í stjörnuskoðun eftir
hentugleika komast fljótt að því að veðráttan hérlendis er sjaldan
hliðholl. Þetta er bagalegt fyrir t.d. kennara sem vilja kynna nemendum
stjörnurnar. Því hafa skólarnir gripið því tækifæri fegins hendi að bjóða
nemum sínum heimsókn í stjörnuver (enska: planetarium).
Stjörnuverið, sem er rekið af Náttúrumyndum ehf, hefur verið starfrækt
í þrjú ár og hefur nú heimsótt um 70 skóla víða um land. Það er afar
fullkomið miðað við stærð og möguleikarnir margir. Þar má kynnast
stjörnuhimninum og grunnatriðum stjörnufræðinnar á einstakan hátt.
Áhorfendur sjá hvernig stjörnuhiminninn blasir við án ljósmengunar.
Læra má nöfn stjörnumerkja og stjarna eða skilja grundvallaratriði
eins og göngu stjarna, tungls og sólar yfir himinhvelfinguna, tunglog
sólmyrkva, svo fátt eitt sé nefnt. Gjarnan er farið um sólkerfið og
reikistjörnurnar og tungl þeirra skoðuð eða fjallað um stjörnurnar í
vetrarbrautinni auk fjölda annarra þekkingarbrota um alheiminn.
Stjörnuverið er flytjanlegt og hannað til þess að setja upp í
leikfimisölum eða kennslustofum. Um er að ræða tjaldhvelfingu sem
haldið er uppi með öflugum loftblæstri. Sýningartæki varpar síðan
mynd af stjörnunum inn á veggi hennar. Í stjörnuverinu geta 27 manns
setið ásamt fyrirlesara eða um það bil heill bekkur. Fatlaðir geta einnig
heimsótt stjörnuverið en þá er þeim skotið inn á undan öðrum.
Markmið með heimsóknum í grunnskólunum er að kynna og auka
skilning nemenda á grundvallaratriðum í stjörnufræði og sólkerfinu.
Í eldri deildum og menntaskólum er farið dýpra í fræðin og fjallað
fjölbreytileg viðfangsefni. Á meðfylgjandi myndum sést stjörnuverið
og úr starfsemi þess.
Nánari upplýsingar um Stjörnuverið finnast á vefsíðunni
www.natturumyndir.com eða í síma 897 7976.
10

KORT
1971 - 2009 www.sm.is
ALLAR GERÐIR
11

Stjörnufræðinámskeið
Sverrir Guðmundsson
Sólin er körfubolti - jörðin títuprjónn
Á ári stjörnufræðinnar býðst krökkum að sækja skemmtileg stjörnufræðinámskeið
Ef við ímyndum okkur að sólin væri körfubolti, hvað væri jörðin þá
stór miðað við sólina? Þetta er ein af mörgum spurningum sem
þátttakendur leita svara við á námskeiðum Stjörnuskoðunarfélagsins
fyrir börn og kennara.
Í mars verður haldið námskeið fyrir börn á aldrinum fimm til þrettán
ára og foreldra þeirra. Hópnum er skipt niður eftir aldri enda markmiðið
að allir fái að njóta sín. Á svipuðu námskeiði í fyrra var meðal annars
myndasýning þar sem félagar í Stjörnuskoðunarfélaginu sögðu frá
himingeiminum og reyndu að svara alls konar spurningum um sólkerfið
og stjörnurnar, svarthol og vetrarbrautir. Í lokin var innstu hnöttunum í
sólkerfinu raðað upp innandyra þar sem sólin var á stærð við körfubolta.
Þar sem sólin okkar er rúmlega hundrað sinnum breiðari en jörðin
þurfti að nota títuprjónshaus til þess að tákna jörðina! Enn ótrúlegra
er að hugsa til þess að stærstu sólstjörnurnar í Vetrarbrautinni yrðu á
stærð við hæstu skýjakljúfa heims miðað við að sólin væri körfubolti!
Þá er eins gott að passa vel upp á títuprjóninn.
Barna og unglinganámskeið Stjörnuskoðunarfélags Seltjarnarness
og Stjörnufræðivefsins fer fram Í Valhúsaskóla á Seltjarnarnesi
laugardaginn 7. mars (5-9 ára) og sunnudaginn 8. mars (9-13 ára).
Skráning á vefsíðu félagsins www.astro.is.
Krakkaámskeið Stjörnuskoðunarfélags Seltjarnarness og Stjörnufræðivefsins
er hluti af UNAWE (Universe Awareness) sem er eitt
mikilvægasta verkefni stjörnufræðiársins. Tilgangurinn er að efla
vitund krakka um undur alheimsins á lifandi og spennandi hátt.
Börn með foreldrum sínum á krakkanámskeiði Stjörnuskoðunarfélagsins.
Mynd: Grétar Örn Ómarsson
Tunglið er meðal viðfangsefna krakkanámskeiðsins.
Mynd: Grétar Örn Ómarsson
12

Stjörnufræðinámskeið
Tunglið er plastkúla
Á ári stjörnufræðinnar er kennurum boðið að fræðast um himingeiminn á frumlegan hátt
nóvember 2008 hélt Stjörnuskoðunarfélagið þrjú námskeið fyrir
Í fimmtíu kennara þar sem fjallað var um stjörnufræði og kynntar
hugmyndir sem geta komið að gagni við stjörnufræðikennslu. Fleiri
kennaranámskeið eru framundan í vor og næsta vetur.
Við undirbúning námskeiðanna síðastliðið haust klóruðu umsjónarmenn
sér í kollinum yfir spurningunni: Hvernig er best að kenna
kennurum? Þar sem aðaláherslan var á verklega kennslu lá beint
við að láta kennarana framkvæma verkefni sem þeir gætu lagt fyrir
nemendur. Eins og sjá má á myndum frá Akureyrarnámskeiðinu lögðu
kennararnir sig alla fram við að líkja eftir kvartilaskiptum tunglsins þar
sem þeir snéru tungli úr plasti í kringum sjálfa sig með sólina í miðri
skólastofunni. Eftir ýmsar vangaveltur lauk námskeiðinu með því að
kennararnir röðuðu innstu reikistjörnunum upp utandyra í réttum
hlutföllum. Miðað við að sólin væri körfubolti hefði ysta reikistjarnan,
Neptúnus, átt að vera lítil pappírskúla í eins kílómetra fjarlægð. En hvar
myndi nálægasta stjörnukerfið, þrístirnið Alfa Kentár, lenda ef sólin væri
körfubolti á Akureyri? Til þess að Alfa Kentár gæti verið með þá þyrfti
að hafa samband við kennara í Japan eða álíka fjarlægu landi og fá þá
til þess að koma þar fyrir tveimur körfuboltum og einum tennisbolta.
Þarna er þá komið spennandi verkefni fyrir næstu kennaranámskeið!
Kennaranámskeið Stjörnuskoðunarfélagsins og Stjörnufræðivefsins
fer fram Í Valhúsaskóla laugardaginn 21. mars.
Skráning á vefsíðu félagsins www.astro.is.
Kennaranámskeið Stjörnuskoðunarfélags Seltjarnarness og
Stjörnufræðivefsins er hluti af Galileo Teacher Training Program.
Kennarar fræðast á leikrænan hátt um kvartilaskipti og snúning tunglsins.
Mynd: Grétar Örn Ómarsson
Kennarar bíða þess að skoða sólina eftir sólkerfisrölt.
Mynd: Grétar Örn Ómarsson
13

14
Íslenskur texti

,,...með því að leggja í mikla vinnu og kostnað, tókst
mér að smíða handa sjálfum mér svo fullkomið tæki
að hlutir sem sjást í því virðast nánast þúsund sinnum
stærri en með berum augum.“
- Galileó Galílei
Horft til himns (Eyes on the Skies)
Fyrir 400 árum steig Ítali nokkur út á akra í grennd við heimili sitt í Padúa. Í fórum hans var glæný
hollensk uppfinning sem hafði þann eiginleika að stækka fjarlæg fyrirbæri svo þau sýndust nær.
Ítalinn ákvað að prófa það sem fáir, jafnvel engir aðrir, höfðu prófað: að beina sjónauka í átt að
tunglinu, reikistjörnunum og fastastjörnunum. Á einu augabragði gerbreyttist stjörnufræðin og
heimsmyndin um leið.
Horft til himins er stórskemmtileg fræðslumynd sem fjallar um 400 ára sögu stjörnusjónaukans.
Myndin er gefin út af Stjörnustöð Evrópu á suðurhveli (ESO), Evrópsku geimstofnuninni (ESA) og
Alþjóðasambandi stjarnfræðinga í tilefni af Alþjóðlegu ári stjörnufræðinnar 2009. Myndin er 60
mínútna löng.
Horf til himins er fáanleg á DVD með íslenskum texta hjá Stjörnuskoðunarfélagi Seltjarnarness.
Myndin kostar 1500 krónur og rennur allur ágóði af sölunni í framtíðaraðstöðusjóð félagsins.
Alheimurinn er uppfullur af heillandi ráðgátum. Engin furða að hundruð þúsunda stjörnuáhugamanna
umhverfis hnöttinn fari út á hverri heiðskírri nóttu til að dást að alheiminum. Sjónaukar þeirra eru
mun betri en tækin sem Galileó notaði. Stafrænar myndir þeirra eru jafnvel betri en ljósmyndir teknar
af atvinnumönnum fyrir aðeins örfáum áratugum. Leit stjörnufræðinga að skilningi á alheiminum,
rannsóknir þeirra á alheimnum með stjörnusjónaukum, er aðeins 400 ára gömul.
Það eru enn stór ókönnuð svæði úti í geimnum. Við erum vel á veg komin frá því Galileó hóf að
kortleggja himininn með sjónauka sínum fyrir fjórum öldum.
Við erum rétt að hefjast handa við að svara sumum af æðstu spurningunum sem komið hafa upp. Við
höfum kortlagt yfir 300 reikistjörnur við aðrar sólstjörnur í vetrarbrautinni okkar og fundið lífrænar
sameindir á reikistjörnum umhverfis fjarlægar stjörnur. Þessar ótrúlegu uppgötvanir gætu virst
hápunkturinn í könnun mannsins en það stórbrotnasta á án nokkurs vafa enn eftir að líta dagsins
ljós.
Þú getur líka slegist í hópinn.
Horfðu til himins og njóttu.
15

TEIKNINGAR GALÍELÓS AF VENUSI
Á tíma Galíleós átti jarðmiðjuheimsmynd
Grikkja mestu fylgi að fagna. Þegar
Galíleó fylgdist með Venusi á kvöld- og
morgunhimninum yfir Ítalíu, sá hann að
reikistjarnan virtist stækka og minnka
á sama hátt og tunglið þegar það snýst
umhverfis jörðina. Þessi kvartilaskipti
Venusar var aðeins hægt að útskýra,
á sannfærandi hátt, með því að hún
hlaut að vera nær sólu en jörðin. Með
þessari uppgötvun rak Galíleó fleyg í
jarðmiðjuheimsmyndina og kom um
leið fram með helstu sönnunina á
sólmiðjukenningu Kópernikusar.
Mynd: Martin Kornmesser/ESO. Birt með leyfi höfundar.
Á myndinni hér til hliðar sést hvernig
reikistjörnurnar Venus, Mars, Júpíter
og Satúrnus birtust honum í gegnum
sjónaukann sinn. Myndin fyrir neðan
sýnir athuganir Galíleós á sólblettum.
,,Fyrir um tíu mánuðum barst það mér til eyrna að tiltekinn Flæmingi hefði smíðað
fjarsjá en með hjálp hennar verða sýnileg fyrirbæri þótt fjarlæg séu, auðveldlega
sjáanleg sem væru þau rétt hjá.”
Galileó var mesti vísindamaður síns tíma. Hann studdi eindregið hina nýju
heimsmynd pólska stjörnufræðingsins Nikulásar Kópernikusar, sem varpaði fram
þeirri hugmynd að jörðin snerist um sólina, en ekki öfugt. Út frá því sem hann
hafði heyrt um hollenska sjónaukann smíðaði Galileó eigin sjóntæki. Þau voru af
miklu meiri gæðum.
Það var kominn tími til þess að reyna sjónaukann á himninum.
,,Ég er orðinn sannfærður um að yfirborð tunglsins sé ekki slétt, einsleitt og með
hárnákvæma kúlulögun eins og margir heimspekingar halda heldur ójafnt, hrjúft
og þakið holum og nibbum ekki ósvipað yfirborði jarðar. Landslag með gígum,
fjöllum og dölum. Heimur áþekkur jörðinni okkar!”
Fáeinum vikum síðar, í janúar 1610, skoðaði Galileó Júpíter. Rétt hjá reikistjörnunni
sá hann fjóra ljósdepla sem breyttu stöðu sinni á himninum á hverri nóttu ásamt
Júpíter. Þetta var sem hægur, himneskur ballett tungla sem snerust umhverfis
reikistjörnuna. Ljósdeplarnir fjórir urðu síðar þekktir sem Galileótunglin við
Júpíter.
16

Norræni
stjörnusjónaukinn
eftir Gunnlaug Björnsson
NORRÆNI STJÖRNUSJÓNAUKINN á La Palma,
vestustu eynni í Kanaríeyjaklasanum. Myndin er
tekin á um 15 mínútum og á henni má greina,
auk sjónaukans, Pólstjörnuna, Vetrarbrautina og
svokallaðan sverðbjarma (zodiacal light), daufan
bjarma nálægt sólu. Mynd: H. Dahle.
18

EYJAN LA PALMA rís upp úr skýjahafinu. Hér sést Norræni sjónaukinn og þjónustubyggingin
á Roque de los Muchachos í um 2400 metra hæð yfir sjávarmáli. Mynd: Bob Tubbs.
Vorið 2009 verða 25 ár liðin frá því að samstarf hófst
um hönnun og smíði Norræna stjörnusjónaukans á
La Palma, vestustu eynni í Kanaríeyjaklasanum. Um
svipað leyti verða liðin 20 ár frá því að sjónaukinn var fyrst
tekinn í notkun. Í þessum pistli verður stiklað á stóru í sögu
sjónaukans og sagt stuttlega frá nokkrum áhugaverðum íslenskum
mælingum sem með honum hafa verið gerðar. Loks
verður hugað að notagildi sjónauka af þessum stærðarflokki
á komandi árum.
TENGLAR
www.not.iac.es
www.astro.lu.se/
Resources/NOT/
proptxt.html
Aðdragandinn
Upphaflega hugmyndin að Norræna stjörnusjónaukanum
(Nordic Optical Telescope: NOT) mun hafa komið frá Bengt
Strömgren, prófessor við Kaupmannahafnarháskóla undir
lok áttunda áratugar síðustu aldar. Honum og Andres Reiz
tókst að afla fjárhagslegs stuðnings frá Carlsberg-sjóðnum
til að láta gera forhönnun á smíði 2,5 m spegilsjónauka sem
lokið var árið 1981. Eftir nokkrar umræður á Norðurlöndum
gerði Torben Andersen frekari tillögur að hönnun slíks
sjónauka undir árslok 1982. Árið þar á eftir fór svo í að afla
hugmyndinni fjárstuðnings og studdu rannsóknaráð Dana
og Svía fyrstu framkvæmdir sem og leit að heppilegri staðsetningu
ásamt ítarlegri hönnunarvinnu. Undir lok ársins
19

Mynd 2: Kattaraugað (Cat’s Eye Nebula, NGC 6543), hringþoka í Vetrarbrautinni okkar.
Myndin er tekin með þremur mismunandi ljóssíum sem hleypa í gegnum sig línum frá
súrefni og nitri. Með þessu móti er unnt að sjá á einni mynd, bjarta miðjuna og daufan
ytri hjúpinn en birta hjúpsins er ekki nema milljónasti hluti miðjubirtunnar. Þetta mun
vera dýpsta mynd sem tekin hefur verið af Kattarauganu. (Mynd: NOT, R. Corradi).
veitti Norræna ráðherranefndin verkefninu myndarlegan
fjárstuðning og Norðurlöndin fjögur, Svíþjóð, Noregur, Danmörk
og Finnland fjármögnuðu það sem upp á vantaði.
Nordic Optical Telescope Scientific Association (NOTSA) var
svo formlega stofnað um byggingu og rekstur sjónaukans, en
rannsóknaráð Norðurlandanna fjögurra eiga aðild að NOTSA.
Telja má að stofndagurinn sé 7. maí 1984, en þann dag var
síðasta undirritunin sett á stofnsamninginn. Framkvæmdir
hófust í júlí sama ár og fyrstu prófanir tækja og búnaðar fóru
fram árið 1988, en sjónaukinn var tekinn í reglulega notkun
árið 1989.
Íslendingar gerðust aðilar að NOTSA í júlí 1997. Það er
Háskóli Íslands sem á 1% hlut í sjónaukanum en aðildin
naut dyggs stuðnings Menntamálaráðuneytisins og Björns
Bjarnasonar, þáverandi ráðherra og Sveinbjörns Björnssonar,
rektors. Aðildin að NOTSA og aðgengið að sjónaukanum
hefur skipt sköpum í þróun og vexti stjarnvísinda á Íslandi.
Sjónaukinn
NOT er spegilsjónauki og er aðalspegillinn 2,56 m í þvermál.
Spegillinn er úr Zerodur gleri sem hefur mjög lágan
varmaþanstuðul og því lítið næmur fyrir hitabreytingum.
Sjónaukinn er lóðstilltur (alt-azimuth), en óvenjulegur að því
leyti að við mælingar snýst öll byggingin sem hýsir hann, en
ekki einungis sjónaukinn sjálfur og hvolfþakið. Heildarþyngd
stæðunnar sem er á hreyfingu við mælingar er um 40 tonn,
en sjálfur spegillinn vegur tæp tvö tonn. Sjónaukinn er af
(Super) Ritchey-Chretien gerð, en það er sérstakt afbrigði
Cassegrain-spegilsjónauka sem er án kúluvillu og hjúpskekkju.
Aukaspegillinn er 0,51 m í þvermál og vegur 35 kg.
Á þeim tuttugu árum sem liðin eru frá því að sjónaukinn
var tekinn í notkun hafa allmörg mælitæki verið smíðuð og
notuð við hann. Á síðari árum hafa þau flest verið fjármögnuð
með styrkjum frá aðildarlöndum sjónaukans, en einungis að
litlu leyti með framlagi frá sjónaukanum sjálfum. Þess hefur
einnig verið gætt að uppfæra mælitæki eftir því sem tækninni
fleygir fram, til dæmis með því að skipta um CCD-flögur í afkastamestu
tækjunum. Flögurnar eru sambærilegar þeim
sem notaðar eru í stafrænum myndavélum en mun stærri og
margfalt ljósnæmari og algengt verð hverrar flögu er nokkrar
milljónir króna.
Eitt af því sem ræður úrslitum um gæði mælinga með
stjörnusjónaukum er iðustreymi umhverfis þá. Venjulega eru
stjörnuturnar byggðir þannig að vel er rúmt um sjónaukann
svo auðvelt sé að athafna sig í kringum hann til viðhalds
eða til að skipta um mælitæki. Þetta veldur því að við
upphaf mælinga á hverri nóttu getur liðið alllangur tími frá
því hvelfingin er opnuð og þar til loftmassinn innan hennar
hefur náð varmajafnvægi við umhverfið. Á meðan geta iðustraumar
innan hvelfingarinnar sett mælingum verulegar
skorður hvað upplausn varðar. Reynt var að leysa þetta
vandamál hjá NOT með því að hafa hvelfinguna eins litla og
mögulegt var án þess að skerða nauðsynlegt rými umhverfis
sjónaukann. Þá voru sett loftop á hliðar hvelfingarinnar til
að flýta fyrir loftskiptum við umhverfið og þar með hraðara
varmajafnvægi. Síðarnefnda lausnin hefur síðar verið notuð
í hvelfingum nýrri sjónauka, til dæmis risasjónaukanum á La
Palma (GranTeCan).
NOT er ásamt fleiri sjónaukum á La Palma, staðsettur í um
2400 metra hæð á Strákakletti (Roque de los Muchachos), en
þar þykja skilyrði til stjarnmælinga þau bestu sem um getur
í Evrópu. Staðarval skiptir mjög miklu við byggingu stjörnuturna,
því til lítils eru gæði sjónaukanna og mælitækjanna
ef athugunarskilyrði verða svo takamarkandi þáttur í notkun
þeirra.
Eitt vandamál hefur hrjáð alla sjónauka á Kanaríeyjum
frá upphafi, en það eru sandstormar (Calimas) frá Sahara
eyðimörkinni. Þetta hljómar ótrúlega því fjarlægðin á milli
vesturstrandar Afríku og La Palma sem er vestust Kanaríeyja
er um 500 kílómetrar. Svo kröftugir geta stormarnir þó
orðið að hætta þarf mælingum og loka hvelfingum til að
verja tækin fyrir rykinu. Sandstormarnir eru árstíðabundnir
að mestu, en geta stundum komið á óvart. Iðulega þarf því
að þvo speglana og með reglulegu millibili þarf einnig að
endurnýja spegilhúðina.
Notkunin
Á þeim tuttugu árum sem liðin eru frá því að sjónaukinn var
tekinn í notkun hefur hann verið notaður til margvíslegra
verkefna. Hann hefur verið notaður við athuganir og
mælingar á nánast öllum sviðum nútíma stjörnufræði, allt
frá reikistjörnum, halastjörnum og öðrum fyribærum innan
okkar sólkerfis, stjörnum, stjörnumyndun, stjörnutengdum
fyrirbærum og sameindaskýjum í okkar Vetrarbraut til fjarlægra
vetrarbrauta og fyrirbæra sem eru við mörk hins
sýnilega heims. Í síðasttöldu verkefnunum skiptir skerpa
sjónaukans sköpum.
20

Fyrstu íslensku verkefnin þar sem NOT kom við
sögu tengdust rannsóknum á þyngdarlinsum og vetrarbrautahópum.
Fljótlega var einnig farið að huga að notkun
hans í rannsóknum á glæðum gammablossa, en á fyrri
hluta árs 1997 hafði í fyrsta sinn tekist að greina slíkar
glæður í sýnilegu ljósi. Blossarannsóknir með NOT eru nú
fyrirferðarmestar íslenskra verkefna sem nota sjónaukann.
Frá upphafi mælinga á þeim hefur NOT lagt umtalsvert af
mörkum við að finna glæðurnar og mæla rauðvik þeirra. Sætir
það raunar nokkrum tíðindum, því litrófsmælingar (og þar
með ákvörðun rauðviks), eru mun auðveldari eftir því sem
sjónaukarnir eru stærri. Með vel skipulögðum mælingum
og viðbragðsflýti, sem hvort tveggja er nauðsynlegt í blossarannsóknum,
hefur NOT iðulega tekist að slá öðrum og stærri
sjónaukum við. Þar skiptir gott samstarf við starfsfólk NOT
einnig miklu, en það hefur alltaf verið með ágætum.
Framtíðin
Á þeim tuttugu árum sem liðin eru frá því að sjónaukinn
var tekinn í notkun hafa orðið gríðarlegar framfarir í smíði
sjónauka og mælitækja við þá. Byggðir hafa verið sjónaukar
með 8 og 10 m spegilþvermáli, en þá eru speglarnir samsettir
úr öðrum minni. Þessir sjónaukar eru mun öflugri en sá
Norræni, en að sama skapi miklu dýrari, bæði í byggingu
og rekstri. Hugmyndir eru nú uppi í Evrópu um að byggja
sjónauka með að minnsta kosti 30 m spegilþvermál.
Eftir því sem tækninni fleygir fram og mæligeta nútíma
sjónauka eykst, vaknar spurningin um framtíð NOT og
annarra sjónauka í sama stærðarflokki. Eigendur NOT hafa
rætt þetta ítarlega og komist að þeirri niðurstöðu að best
væri að sameina rekstur sjónaukans öðrum sambærilegum á
La Palma eða annars staðar. Með því móti mætti reka þá sem
eina heild, hver sjónauki hefði þá bara eitt til tvö mælitæki
sem ekki yrði skipt um og sjónaukinn því gerður sérhæfðari.
Í stað þess að sækja um mælitíma á einum sjónauka með
tilteknu mælitæki, fengju menn úthlutað mælitíma á þeim
sjónauka sem hefði það mælitæki sem til stæði að nota.
Þessi hugmynd þótti eigendum annarra sjónauka á La
Palma fremur framandi og hefur enn ekkert orðið úr slíku
samstarfi.
Undir lok ársins 2008 var hafin úttekt á öllum evrópskum
sjónaukum af stærðinni 2-4 m með það að markmiði að
sameina rekstur þeirra á svipaðan hátt og eigendur NOT
höfðu áður rætt. Reiknað er með að þessarri úttekt ljúki
fyrir árslok 2009. Gera má ráð fyrir að sumum sjónaukum
verði þá lokað eða þeir seldir og þeir sem eftir verða verði
samnýttir að svo miklu leyti sem mögulegt er. Meginmarkmið
þessarar vinnu er að hámarka þau vísindalegu gögn sem fá
má frá sjónaukum í þessum stærðarflokki, helst með minni
tilkostnaði.
Stjórn NOT hefur um langa hríð stutt við bakið á
nemendum í framhaldsnámi með því að veita þeim starfsaðstöðu
við sjónaukann í 6 til 12 mánuði. Þeir eru þá launaðir
starfsmenn og taka þátt í daglegum rekstri sjónaukans með
því að vera stjörnufræðingum til aðstoðar við mælingar
á sama hátt og aðrir starfsmenn. Þannig fá þeir dýrmæta
reynslu í umgengni við háþróuð mælitæki og kynnast rekstri
stjörnuathugunarstöðva sem nánast útilokað er að fá við
stærri sjónauka. Nemendurnir fá einnig góðan tíma til að
sinna sínu rannsóknaverkefni og hafa beinan aðgang að
stjörnufræðingum í föstu starfsliði sjónaukans til skrafs og
ráðagerða. Á hverjum tíma eru að jafnaði fjórir nemendur
að störfum við sjónaukann.
Lokaorð
NOT þykir með afbrigðum vel heppnaður að allri gerð. Bæði
var vandað vel til verka við ljósfræðilega hönnun hans, en
einnig var mikið lagt í gerð turnsins sjálfs og mælitækjanna sem
þar eru notuð. Með reglulegum uppfærslum á mælitækjum
hefur tekist að halda NOT í fremstu röð sjónauka í þessum
stærðarflokki. Þrátt fyrir að stærri sjónaukar séu nú í vaxandi
mæli að ná yfirhöndinni hvað varðar uppgötvanir nýrra og
spennandi fyrirbæra, stendur NOT enn fyllilega fyrir sínu.
Hann mun að líkindum verða fremstur í sínum stærðarflokki
næsta áratuginn og væntanlega vera einn af þeim sem
mest verður horft til þegar evrópskir stjörnufræðingar hafa
lokið við þá endurskipulagningu á rekstri miðlungsstórra
stjörnuathugunarstöðva sem nú stendur yfir.
Stjarnvísindi á Íslandi hafa sannarlega notið góðs af
samvinnunni um NOT. Fræðigreinin hefur vaxið og dafnað á
þeim tólf árum sem liðin eru frá því að Háskóli Íslands gerðist
aðili að samstarfinu. Íslenskir stjarnvísindamenn, sem ýmist
hafa gert sínar mælingar sjálfir með NOT eða notað gögn
frá honum, nálgast nú tuginn og er þess vænst að sá fjöldi
tvöfaldist fram til ársins 2020. Stjarnvísindi hafa þar með fest
sig í sessi sem virk og kröftug vísindagrein á Íslandi.
Gunnlaugur Björnsson stjarneðlisfræðingur er deildarstjóri
Háloftadeildar við Raunvísindastofnun Háskóla Íslands.
Hann lauk doktorsprófi í stjarneðlisfræði frá Illinoisháskóla í
Urbana árið 1990.
Mynd 3: Glóðaraugað
(Black Eye Galaxy, M64),
vetrarbraut í um 17
milljóna ljósára fjarlægð
frá jörðu. Myndin er
tekin með þremur
mismunandi ljóssíum auk
síu sem hleypir einungis
svonefndri Hα-línu í
gegn. Sú lína er nátengd
svæðum með virka
stjörnumyndun og er því
notuð til að kortleggja
slík svæði í fjarlægum
vetrarbrautum.
Stjörnumyndunarsvæðin
eru rauð að lit á
myndinni. (Mynd: NOT, J.
Näränen og B. Krog ).
21

SPEGILSJÓNAUKI NEWTONS
Myndin hér til hliðar er
af eftirlíkingu af fyrsta
spegilsjónaukanum sem
Newton smíðaði. Sjónaukinn
var aðeins 15 cm langur
og stækkaði myndina 40
falt. Fyrsta spegilsjónauka
Newtons fylgdu enn fleiri
bjaganir en voru þegar til
staðar í sjónaukum þess
tíma, fyrst og fremst vegna
þess hve erfitt er að fægja
spegilinn nógu nákvæmlega.
Það leið því meira en öld
þar til spegilsjónaukar
urðu vinsælir meðal
stjörnufræðinga.
SPEGILSJÓNAUKINN KEMUR TIL SÖGUNNAR
Í fyrstu stjörnusjónaukunum var safnlinsa notuð til að safna ljósi frá stjörnunum.
Í þessum linsusjónaukum er litskekkja sem hlýst af því að ljósgeislinn tvístrast
mismikið þegar hann ferðast í gegnum linsuna. Þá er líkt og í kringum stjörnuna
sé litríkur hjúpur.
Árið 1668 leysti enski eðlisfræðingurinn Ísak Newton þetta vandamál þegar hann
kynnti spegilsjónaukann til sögunnar. Á þessum tíma voru spegilsjónaukarnir ekki
ýkja vandaðir enda speglarnir úr fægðum kopar eða tini sem þætti ekki heppilegt
í dag.
Spegilsjónaukarnir stækka á 18. öld
Seint á 18. öld smíðaði ensk-þýskur organisti og stjörnuáhugamaður, William Herschel að nafni, stærsta
spegilsjónauka heims. Í húsi sínu í Bath á Englandi bræddi Herschel málm og hellti í mót. Þegar hann
hafði kólnað fægði hann málminn svo hann gæti endurvarpað ljósi frá stjörnunum. Túban sjálf var
úr járni og greiddi Georg III Englandskonungur fyrir sjónaukann. Þegar sjónaukinn var fullgerður var
spegillinn 1,2 metrar í þvermál. Sjónaukinn í heild var svo stór að Herschel þurfti fjóra menn í vinnu við
að færa hann til og tryggja þannig að hann fylgdi eftir færslu himinsins sem hlýst af snúningi jarðar.
Herschel skannaði himinninn með sjónaukanum milli 1785 og 1789 frá stjörnustöð sinni í Slough á
Englandi. Sjónaukinn var sá stærsti í 50 ár. Með honum uppgötvaði Hershel tunglin Enkeladus og Mímas
í kringum Satúrnus.
22

,,Stærsti sjónauki Herschels var svo stór að fjóra menn
þurfti í vinnu við að færa hann til.“
RISASPEGILSJÓNAUKI WILLIAM HERSCHEL
Stærsti sjónaukinn sem William Herschel smíðaði var stærsti stjörnusjónauki veraldar í fimmtíu ár,
eða þar til William Parsons, lávarður af Rosse, smíðaði 1,8 metra breiðan sjónauka á Írlandi árið 1847.
Með sjónaukanum kortlagði Herschel himinninn og komst að því að Vetrarbrautin hlaut að vera flöt
skífa.
23

og annasamar
andvökunætur
eftir PÁL JAKOBSSON
24

Mynd 1: Þetta kort
sýnir staðsetningu
2704 gammablossa í
vetrarbaugshnitum;
plan Vetrarbrautarinnar
liggur eftir láréttu
línunni í miðjunni.
Blossarnir eru
litakvarðaðir eftir
mældu flæði þeirra.
Áður en fjarlægð
(rauðvik) fyrsta
gammablossans var
mæld, gaf þetta kort
sterklega til kynna að
uppspretturnar væru
staðsettar í fjarlægum
vetrarbrautum frekar
en innan okkar
Vetrarbrautar.
Föstudagsnótt rétt eftir miðnætti. Gemsinn pípir. SMS skilaboð. Konan og
krakkarnir rumska aðeins. Eftir 10 sekúndur pípir gemsinn aftur, staðfesting
á að gammablossi hafi átt sér stað og mér sé hollast að rífa mig á lappir og
hefja eltingarleikinn við glæður blossans. Um leið og ég kveiki á fartölvunni heyri ég
betri helminginn hóta því að henda gemsanum í klósettið næst þegar orkumestu
sprengingar alheimsins gera vart við sig að næturlagi með símapípi og óhljóðum.
Á meðan Kubuntu stýrikerfið ræsist skoða ég betur textaskilaboðin. Hvar á
himinhvelfingunni er blossinn staðsettur, þ.e. hvaða sjónauka er hentugt að nota?
Einhvern á norðurhvelinu (t.d. Norræna sjónaukann: NOT) eða suðurhvelinu (t.d.
Very Large Telescope: VLT)? Hversu lengi er blossinn fyrir ofan sjóndeildarhringinn
að nóttu til á þessum stöðum? Er blossinn nokkuð staddur fyrir aftan mikið ryk í
Vetrarbrautinni, þ.e. mun ljósdeyfing hamla athugunum? Slíkum spurningum er
nauðsynlegt að svara eins fljótt og auðið er áður en ákvarðanir eru teknar um
hvaða sjónauka við viljum beina að blossanum og leita að sýnilegum glæðum.
Næst er að lesa tölvupóstinn og ákveða í sameiningu með starfsfélögunum
hvernig athuganir við viljum framkvæma. Megnið af hópnum eru Danir,
Englendingar og Hollendingar og eru að jafnaði seinþreyttir til vandræða; hafa
t.d. enn ekki úthýst Íslendingnum þrátt fyrir vandræði ákveðins íslensks banka
og erlendra innlánsreikninga hans. En það kemur sem sagt í ljós að blossinn er
tiltölulega sunnarlega og áhrif ljósdeyfingar frá Vetrarbrautinni eru hverfandi.
Ákveðið er því að virkja einn af hinum 8 metra VLT og leita að sýnilegum glæðum
um leið og sólin sest í Chile. Ef glæðurnar eru nægjanlega bjartar verður einnig
tekið litróf og reynt að ákvarða fjarlægðina til blossans, þ.e. að mæla rauðvik hans.
Í dag vitum við að nærri allir blossar eiga sér uppruna í fjarlægum vetrarbrautum
þegar massamikil sólstjarna endar ævi sína. Fyrsta vísbendingin um slíkar
stjarnfræðilegar fjarlægðir var til staðar á fyrri hluta tíunda áratugar síðustu aldar
(sjá mynd 1), talsvert löngu áður en fyrsta rauðvikið var mælt árið 1997.
25

Mynd 2: Myndun
gammablossa og
glæða. Blossinn sjálfur
á sér stað þegar tvær
nifteindastjörnur rekast
saman (blossar styttri en
u.þ.b. tvær sekúndur)
eða þegar mjög
massamikil sólstjarna
rennur sitt æviskeið á
enda (blossar lengri en
u.þ.b. tvær sekúndur).
Í báðum tilvikum
myndast svarthol
og aðsópskringla
umhverfis það. Þetta
kerfi sendir síðan frá
sér afstæðilegan strók í
gagnstæðar stefnur eftir
snúningsás stjörnunnar.
Höggbylgjur innan
stróksins valda síðan
gammablossanum
sjálfum.
SAMRUNI
(STUTTIR BLOSSAR)
NIFTEINDA-
STJÖRNUR
SVARTHOL
“VÉL”
AÐSÓPS-
KRINGLA
MYNDUN GAMMABLOSSA
HRAÐSKREIÐ
“KLESSA”
HÆGFARA
“KLESSA”
UNDANFARI
BLOSSA
“KLESSUR”
SKELLA SAMAN
(INNRI HÖGG-
BYLGJA)
STRÓKUR REKST
Á GEIMSEFNI
(YTRI HÖGGBYLGJA)
GAMMA-
GEISLAR
RÖNTGENGEISLAR,
SÝNILEGT LJÓS,
ÚTVARPSBYLGJUR
MASSAMIKIL
STJARNA
GAMMAHRINA
GLÆÐUR
ÞYNGDARHRUN
(LANGIR BLOSSAR)
Eftir að hafa fyllt út þar til gert vef-eyðublað til þess
að láta VLT-fólkið vita af áætlunum okkar, þá hringi ég í
stjórnherbergi VLT til að vera öruggur um að beiðni okkar
hafi borist þeim. Að sjálsögðu lendi ég á Spánverja sem skilur
ekki aukatekið orð í ensku, og þar sem ég kann u.þ.b. fimm
orð í spænsku þá gengur samtalið frekar stirðlega. Að lokum
er mér þó gefið samband við vingjarnlega enskumælandi
konu sem staðfestir að mælingar okkar muni hefjast um
leið og nóttin skellur á. Þar með hefst tveggja tíma bið eftir
mælingum sem oftast er notuð til að búa til gróft uppkast
af svokölluðu internet-dreifibréfi (Gamma-ray bursts
Coordinates Network: GCN 1 ). Þar er helstu niðurstöðum
mælinganna dreift á tölvupóstlista til þess að aðstoða aðra
hópa sem eltast við gammablossa. Upplýsingar um birtustig
glæðanna og rauðvik eru t.d. mjög mikilvægar til að ákveða
hvort eða hvernig framtíðarmælingar fari fram.
Orkuríkustu sprengingarnar í alheiminum
Á meðan beðið er eftir VLT gögnunum er við hæfi að rifja
aðeins upp helstu staðreyndir um gammablossa. Þetta eru
hrinur háorku rafsegulgeislunar sem berast til jarðar utan
úr geimnum að jafnaði einu sinni á sólarhring. Hver hrina
er skammlíf og getur varað allt frá sekúndubrotum og upp
í allmargar mínútur. Vegna þess hve skammlífir blossarnir
1 http://gcn.gsfc.nasa.gov/gcn3_archive.html
eru þarf þó að hafa hraðar hendur við mælingar á þeim. Í
ljós hefur komið að þeir (sem endast lengur en í u.þ.b. tvær
sekúndur) eru upprunnir í gríðaröflugum stjörnusprengingum
í fjarlægum vetrarbrautum, og er áætlað að stjarnan verði að
vera meira en 40 sinnum massameiri en sólin til að hljóta
þessi örlög. Þegar kjarni stjörnunnar fellur saman og myndar
svarthol losnar gríðarlega mikil orka, allt að hundraðföld
orkan sem losnar í hefðbundinni sprengistjörnu. Eins og
sést á mynd 2, sogar svartholið til sín ytri lög stjörnunnar
og aðsópskringla myndast. Á einn eða annan hátt myndast
einnig svokallaðir strókar sem æða með hraða ljóssins út í
geiminn í gagnstæðar stefnur. Þessir strókar eru í flestum
tilfellum mjög grannir þar sem stærð opnunarhornsins er
aðeins nokkrar gráður. Í þeim tilfellum þar sem þessir strókar
vísa í átt til jarðar “sjáum” við gammablossa, annars einungis
tiltölulega venjulega sprengistjörnu.
Sjálfar glæðurnar myndast svo þegar strókurinn rekst á
þunnt geimefni fyrir utan stjörnuna. Slíkt geimefni getur átt
uppruna að rekja til þokunnar sem stjarnan myndaðist úr eða
til stjörnuvindsins. Til að gera langa sögu stutta þá veldur þessi
árekstur samhraðlageislun með hámarksútgeislun á röntgensviðinu
til að byrja með. Eftir því sem framendi stróksins
fjarlægist uppruna sinn meira og meira og hleður utan á sig
geimefni, tekur hann að hægja á sér og tíðni ljóssins sem
frá honum kemur lækkar. Jafnframt dofnar heildargeislunin.
26

Mynd 3: Til vinstri sjást
sýnilegar glæður (innan
gula hringsins) blossans
sem um er talað í
greininni. Aðeins fjórum
dögum seinna (mynd til
hægri) hafa glæðurnar
nánast horfið. Svona
mælingar eru því kapp
við tímann og getur hver
klukkutími skipt miklu
máli þegar framkvæma
skal gagnlegar mælingar.
Birt með góðúslegu leyfi
Daniele Malesani.
Þetta eru hinar svokölluðu glæður: Strókurinn getur orðið
mjög bjartur í sýnilegu ljósi og getur það skeið varað í nokkra
daga áður en hann dofnar og verður á endanum ósýnilegur
okkur á jörðinni.
Unnið úr gögnunum
En snúum okkur aftur að mælingunum. Fyrri hluta er lokið,
þ.e. leit að sýnilegum glæðum og verið er að flytja fyrstu
gögn upp á netþjón sem við höfum aðgang að í Þýskalandi. Á
gervihnattaöld mætti búast við að slíkt tæki aðeins nokkrar
sekúndur, en því miður er því ekki að heilsa hér og við tekur
óþreyjufull bið í nokkrar mínútur eftir að gagnaflutningnum
ljúki. Þetta er jú ekki bara spurning um að finna glæðurnar og
mæla rauðvikið, heldur er okkar hópur í samkeppni við aðra
alþjóðlega rannsóknarhópa. Þessar uppgötvanir geta skipt
sköpum þegar birta á niðurstöður í ritrýndum tímaritum, sér
í lagi ef blossinn er sérstakur á einhvern hátt, t.d. við mjög
hátt rauðvik eða ef glæðurnar eru óvenjulega bjartar o.s.frv.
En loksins koma gögnin og við sjáum undir eins að ný björt
punktuppspretta er til staðar þegar myndin er borin saman
við eldri mynd af sama stað á himinhvelfingunni. Nokkrum
dögum seinna sést einnig hversu hratt uppsprettan dofnar
(sjá mynd 3) sem er endanleg staðfesting á því að hér er um
glæður blossans að ræða.
Um leið og við sjáum þessa nýju punktuppsprettu sendum
við út viðeigandi GCN og hringjum í VLT og biðjum þá um
að taka litróf af hlutnum. Jafnvel þó að um einn stærsta
sjónauka heims sé að ræða, tekur það um 90 mínútur að
ljúka litrófsmælingunum því uppsprettan er tiltölulega dauf.
Það er því farið að líða að ljósaskiptum í Evrópu þegar við
Bjartasti gammablossinn
Þann 19. mars 2008 nam Swift gervitunglið bjartasta gammablossann sem
sést hefur hingað til. Blossinn varð til þegar gríðarlega massamikil stjarna
sprakk við ógnarlegar hamfarir og myndaði svarthol. Blossinn átti sér stað
í 7,5 milljarða ljósára fjarlægð, en hann varð samt nógu bjartur til þess
að sjást með berum augum! Stjarnan sem áður var, sprakk þrjú þúsund
milljón árum áður en jörðin okkar varð til! Ljós hennar var svo skært að
við hefðum getað séð það með berum augum, 7,5 milljörðum árum síðar!
Ótrúlegt en satt.
Við þessar hamfarir getur hluti geislunarinnar frá sprengingunni
myndað mjóa stróka sem beinast út í geim, ekki ósvipað og þegar við
sjáum ljós frá áttavita berast til okkar. Benist strókurinn beint í átt til jarðar
verður blossinn einstaklega bjartur frá sjónarhorni okkar. Gammablossar
eru mestu hamfarir sem þekkjast í alheiminum. Ef gammablossi ætti sér
stað í innan við þúsund ljósára fjarlægð frá okkur myndi geislunin þeyta
burt lofthjúpnum okkar og eyða nánast öllu lífi á jörðinni. Sem betur fer
þurfum við engar áhyggjur af hafa, því engin stjarna svo nálægt okkur
getur sprungið á þennan hátt.
Nánar er sagt frá þessu á Stjörnufræðivefnum (www.stjornuskodun.is)
- Ritstjóri
27

Mynd 4: Súlurit sem sýnir dreifingu gammablossa-rauðvika (uppfært í byrjun nóvember
2008). Meðaltalið er sýnt með lóðréttum punktalínunum. Tilkoma Swift gervitunglsins
hefur gert okkur kleift að mæla enn fjarlægari blossa en áður, m.a. vegna þess hversu
fljótt það sendir nákvæmar blossa-staðsetningar til jarðar. Hæsta rauðvik á blossa sem
mælst hefur er z = 6,7: alheimurinn var einungis 800 milljón ára gamall þegar sá blossi
átti sér stað. Til samanburðar má geta þess að aldur alheimsins er talinn vera í um 13,7
milljarðar ára í dag.
loksins fáum litrófsgögnin í hendurnar og þreytan farin að
segja til sín. Að auki er frumburðurinn vaknaður og hafa þarf
ofan af fyrir honum. Aldrei þessu vant þá koma Stubbarnir
núna að góðum notum!
Okkar hópur er þaulvanur að vinna úr litrófsgögnum og því
tekur aðeins um 10-20 mínútur að ganga frá fullunnu litrófi af
glæðunum. Venjulega eru þessi litróf þéttsetin af gleypilínum
hinna ýmsu frumefna, t.d. súrefnis, kísils, brennisteins,
magnesíums og járns sem eru til staðar í hýsilvetrarbrautinni.
Tiltölulega auðvelt er að reikna rauðvikið út frá þessum línum
um leið og búið er að bera kennsl á þær. Í þessu tilviki er
hins vegar ekki um auðugan garð að gresja: ekki ein einasta
gleypilína er til staðar í litrófinu. Slíkt getur gerst fyrir ákveðin
rauðviksbil, þ.e. línurnar lenda utan sýnilega parts litrófsins.
Við nánari úrvinnslu fæst fyrir þennan blossa að rauðvikið
er minna en z < 2.5. Því miður fæst ekki nákvæmara gildi, en
þetta er ágætis áminning um það að þó svo að við gerum allt
sem í okkar valdi stendur til að fá viðunandi niðurstöður, þá
fer náttúran oft sínar eigin leiðir.
Við örvæntum þó ekki þar sem okkar hópur er líklega
fremstur á því sviði að ákvarða rauðvik blossa og túlka á
fræðilegan hátt rauðviksdreifinguna. Við höfum ákvarðað
meira en helming þeirra rúmlega 80 rauðvika sem mæld
hafa verið eftir að Swift gervitunglinu var skotið á loft í lok
2004 (sjá mynd 4). Þetta gervitungl hefur reyndar valdið
byltingu í rannsóknum á gammablossum. Um leið og það
verður vart við blossa, beinir það röntgensjónauka sem og
sjónauka á sýnilega/útbláa sviðinu að uppsprettunni. Þessi
snúningur gervitunglsins tekur að jafnaði innan við mínútu.
Um leið og fyrstu gagnasöfnun er lokið, vinnur sjálfvirkt
forrit úr gögnunum og leitar að glæðum. Niðurstöðurnar
eru svo sendar undir eins til jarðar þar sem þær m.a. enda
sem textaskilaboð; af einhverjum undarlegum ástæðum
virðist þetta eiga sér stað frekar oft að næturlagi um helgar,
fjölskyldumeðlimum til lítillar ánægju. Á mynd 4 sést einnig
að meðalrauðvik blossanna hefur hækkað umtalsvert eftir
að Swift var skotið á loft. Þetta má útskýra með meiri næmni
mælitækja Swift (sem nema daufari blossa lengra í burtu)
í sambland við hversu fljótt við athugendur getum beint
sjónaukum okkar að glæðunum.
Nöturleg örlög stærstu stjarnanna
Stjörnur verja mestum hluta ævi sinnar á meginröð þar sem þær umbreyta smám saman
vetnisforða sínum í helíum með kjarnasamruna í kjarnanum. Sólin okkar er á þessu stigi æviskeiðs
síns. Kenningar um þróun stjarna segir að stórar og massamiklar stjörnur skíni skærar og brenni
eldsneyti sínu miklu hraðar en litlar og meðalstórar stjörnur. Stjarna sem er tuttugu sinnum
massameiri en sólin lifir þúsund sinnum skemur en sólin okkar.
Þegar vetnið í kjarna stjörnu er uppurið dregst kjarninn saman, hitnar og byrjar að umbreyta
þyngri frumefnum eins og helíum, súrefni og kolefni í orku. Stjarnan þróast þá í risastjörnur og
síðar í reginrisa, sé hún nægilega massamikil. Sé upphafsmassi stjörnu minnst áttfaldur massi
sólar, umbreytir stjarnan sífellt þyngri frumefnum í orku í innviðum sínum þar til hún byrjar að
brenna járni. Járn losar ekki orku heldur tekur hana þvert á móti til sín. Er þá orkuforði stjörnunnar
skyndilega þurrausinn.
Afleiðingarnar eru hrikalegar. Stjarnan fellur skyndilega saman og tilheyrandi hamfarir eiga sér
stað. Leifar stjörnunnar þeytast út í geiminn í gríðarlega öflugri sprengingu. Við hrunið breytist
kjarninn í nifteindastjörnu, nokkurs konar ,,líkamsleifar” stjörnunnar þar sem 40% meira efni en
er í sólinni er þjappað saman í svæði á stærð við Reykjavík.
Nifteindastjarna getur aðeins verið tvöfalt til þrefalt massameiri en sólin okkar. Sé hún
þyngri segja kenningar að svarthol myndist. Hugsanlegt er að svarthol myndist strax í kjölfar
þyngdarhrunsins. Stjörnur sem upprunalega hafa meira en tuttugufaldan massa sólar gætu
myndað svarthol um leið og hamfarirnar eiga sér stað. Myndun svarthola á þennan hátt er
náttúruleg útskýring á gammablossum.
- Ritstjóri
28

Mynd 5: Samsett mynd
af hýsilvetrarbrautum
gammablossa; hver
vetrarbraut er hér
mynduð af Hubble
geimsjónaukanum.
Sérhver lítil mynd
spannar 3,75 x 3,75
bogasekúndur. Grænn
kross er sýndur í þeim
tilfellum þar sem
staðsetning blossans
hefur verið ákvörðuð
með betri nákvæmni
en 0,15 bogasekúndur;
annars er notaður grænn
hringur. Myndirnar eru
teknar í sýnilegu ljósi
(aðallega V-borða).
Vegna rauðviks hýslanna
er því verið að kanna
blátt eða útblátt
ljós í kyrrstöðukerfi
þeirra. Það ljós er
góður mælikvarði á
stjörnumyndun stórra
sólstjarna. Myndin er
tekin frá Fruchter et al.
(2006, Nature, 441, 463).
Hýsilvetrarbrautir
Ekki er hægt að kveðja blossana án þess að fjalla aðeins
betur um hýsilvetrarbrautirnar. Á mynd 5 sést safn 42 hýsla.
Eins og sjá má er meginþorri vetrarbrautanna óreglulegur
að lögun; blossarnir finnast aldrei í sporvöluþokum og
mjög sjaldgæft er að finna þá í þyrilþokum. Hýslarnir eru
einnig fremur smáir og flestir mjög bláleitir. Þetta bendir
til þess að hýsilvetrarbrautirnar séu fremur ungar og lítt
þroskaðar og að stjörnumyndun í þeim sé fremur virk. Það
athyglisverðasta við þær er þó það að þær eru flestar svo
litlar og daufar að þær hefðu aldrei fundist ef ekki hefði orðið
í þeim gammablossi. Blossana má því nota til að kortleggja
dreifingu efnis í alheimi sem ekki væri annars unnt með þeim
aðferðum sem stjarnvísindi hafa yfir að ráða í dag.
Páll Jakobsson er dósent í stjarneðlisfræði við Raunvísindastofnun
Háskóla Íslands. Hann lauk doktorsprófi í
stjarneðlisfræði frá Kaupmannahafnarháskóla árið 2005.
29

LAT sjónaukinn á
Fermi gervitunglinu
- mælingar á háorku gammageislun
eftir Guðlaug Jóhannesson
Fermi gervitunglið
er sérhannað til þess
að greina orkuríkasta
form ljóss, svonefnda
gammageisla, í leit að
svörum við spurningum
um risasvarthol og
tifstjörnur.
Þann 11. júní síðastliðinn var Fermi (áður GLAST) gervitunglinu skotið
á loft frá Kennedy geimstöð NASA á Canaveral höfða 1 . Geimskotið
heppnaðist vel og fór Fermi á hringlaga sporbraut í 550 km hæð yfir jörðu
eins og áætlað var. Um borð eru tveir sjónaukar, LAT (e. Large Area Telescope)
og GBM (e. GLAST Burst Monitor), sem saman nema allt frá röntgengeislum
upp í háorku gammageisla. LAT er aðal sjónaukinn á Fermi og byggðist
hönnun hans á tveimur þáttum, annars vegar að fá skýra og jafna mynd
af öllu himinhvolfinu og hins vegar að fylgjast með breytingum á þeim
uppsprettum sem hægt er að greina. Til þess að ná þessu fram
er sjónaukinn gríðarstór og honum beint þannig að á
þriggja tíma fresti næst mynd af öllu himinhvolfinu. GBM
mælitækið er hins vegar sérhæft í að nema gammablossa,
fyrirbæri sem eru mjög björt en vara einungis í skamma
stund, frá broti úr sekúndu upp í nokkur hundruð sekúndur.
GBM var því hannaður til að sjá allt himinhvolfið, að fráskildu því sem jörðin
skyggir á.
Hvernig virka mælitækin?
Til að við gerum okkur betur grein fyrir hversu mikilfenglegir sjónaukar LAT og
GBM eru, er rétt að rifja upp útlit rafsegulrófsins. Á mynd 1 má sjá skýringarmynd
af rafsegulrófinu, allt frá útvarpsbylgjum upp í háorku gammageisla. Þegar
rófið er skoðað á þessum stærðarskala sést glögglega hversu lítill hluti þess er
sýnilegt ljós og líka hversu stóran hluta þess má nema með sjónaukum Fermi
gervitunglsins. Þó skal tekið fram að mannsaugað er mun betur í stakk búið en
Fermi að greina í sundur liti. Við eigum auðvelt með að greina í sundur rautt og
gult ljós, meðan svo hlutfallslega lítill munur mundi ekki greinast með sjónaukum
1 Sjá http://www.nasa.gov/mission_pages/GLAST/launch/index.html fyrir vídeó af skotinu.
30

Mynd 1: Rafsegulrófið frá útvarpsbylgjum upp í háorku gammageisla. Mælisvið fyrir sjónauka Fermi má sjá í lituðum kössum. Takið eftir
hversu stórt svið þeir spanna miðað við það svæði sem sýnilegt ljós spannar.
Fermi. Á mynd 1 má einnig glöggt sjá af hverju sjónaukarnir
eru um borð á gervitungli, þar sem ekki væri lífvænlegt á
jörðinni ef andrúmsloftið myndi ekki stöðva háorku geislun
úr geimnum.
Jafnvel þó að upp fyrir andrúmsloftið sé komið, er ekki
auðvelt að mæla háorku gammageislun. Hér snýst allt um
hina frægu jöfnu Einstein E=mc 2 , þ.e. orka getur breyst
í massa og öfugt. Einnig notfærum við okkur að hægt er
að hugsa um ljós sem einstakar eindir sem ferðast um á
ljóshraða. Orka ljóseindanna er svo háð tíðni ljóssins, þar
sem hærri tíðni gefur einnig hærri orku. Til samanburðar
má benda á að fyrir hvern milljarð af ljóseindum af sýnilega
sviðinu þarf einungis nokkra gammageisla á mælisviði LAT til
að flytja sambærilega orku. Á mynd 2 má sjá skýringarmynd
af því hvernig LAT sjónaukinn virkar. Þegar ljóseind berst inn
í stefnumælinn (e. tracker) breytist orka hennar í rafeindajáeinda
par, þ.e. orka ljóseindarinnar breytist í massa og
hreyfiorku þessara tveggja einda. Með stefnumælinum er
hægt að fylgjast með braut eindanna, en stefnumælirinn
getur einungis fylgst með braut hlaðinna einda. Orka
eindanna er að lokum mæld í orkumælinum. Með því að
reikna okkur til baka eftir braut eindanna, getum við fundið
stefnu upprunalegu ljóseindarinnar og orka hennar fæst úr
orkumælinum. Það má því segja að við séum ekki að mæla
ljóseindina, heldur afurðir hennar þegar hún ummyndast.
Þetta veldur ákveðnum vandkvæðum, því fjöldi hlaðinna
einda, svokallaðir geimgeislar, sem skellur á jörðinni er
u.þ.b. 1000 sinnum meiri en fjöldi ljóseinda. Til að greina á
milli ljóseinda og geimgeisla er eindanema komið fyrir utan
um stefnumælinn, sem gefur staðsetningu allra hlaðinna
einda sem fara í gegnum hann. Með því að bera saman
staðsetningar úr stefnumælinum og eindamælinum er hægt
að sía geimgeislana frá ljóseindunum.
Lýsingin hér að ofan inniheldur í meginatriðum það sem
þarf til að mæla orku og stefnu ljóseindanna, en í raun er það
miklu flóknara. Hugbúnaðurinn sem sér um að mæla stefnu
og orku ljóseindanna, ásamt því að sía geimgeislana frá, er
afraktsur margra ára vinnu fjölda vísindamanna. Hönnun og
smíði sjónaukans hefur staðið frá árinu 1992 og nú starfa um
300 vísindamenn frá 18 stofnunum í 5 löndum við verkefnið.
Kostnaður við verkefnið hleypur á hundruðum milljóna dala
og er fjármagnað að mestu leyti af NASA og DOE (Bandaríska
orkumálastofnunin), þó mikilvæg fjárframlög hafi komið frá
öllum aðkomandi stofnunum.
Mynd 2: Skýringarmynd af LAT sjónaukanum. Lýsing á virkni einstakra
hluta er í texta. Mynd: NASA
31

Mynd 4: Skýringarmynd af tifstjörnu. Snúningsásinn liggur lárétt eftir myndinni, í gegnum
miðja stjörnuna, á meðan bláu ferlarnir tákna segulsviðslínur. Fjólubláu svæðin tákna þau
svæði þar sem útgeislunin verður. Tifeiginleikarnir koma fram þegar útgeislunarsvæðin
koma í sjónlínu athugandans. Mynd: NASA
Fyrstu niðurstöður
Fermi hefur nú verið á sporbraut um jörðu í nær hálft ár og
vinna vísindamenn hörðum höndum að vinna úr gögnum sem
það sendir til jarðar. Á mynd 3 má sjá mynd af himinhvolfinu
eins og LAT sjónaukinn sá það, fyrstu fjóra dagana sem það
skoðaði heiminn. Myndin er birt í vetrarbrautarhnitum,
þannig að miðja Vetrarbrautarinnar er í miðju myndarinnar
og Vetrarbrautin sjálf liggur eftir miðri myndinni. Litaskalinn
á myndinni er falskur og hefur ekkert að gera með orku
eindanna, heldur einungis fjölda ljóseinda sem LAT nam.
Einnig skal tekið fram að skerpa LAT er ekki mikil í samanburði
við mannsaugað, sem veldur því að myndin virðist loðin.
Uppsprettur utan vetrarbrautarinnar væru litlir deplar í
fullkomnu mælitæki, en birtast okkur sem stórir blettir. Sama
á auðvitað við um geislunina frá vetrarbrautinni, en þar sem
uppsprettan er í eðli sínu dreifð, er það ekki eins áberandi. Á
sínu mælisviði hefur LAT þó yfirburði
og getur greint hluti sem
eru stærri en um
1/5 af stærð
tunglsins.
A f
mynd 3 má glöggt sjá að Vetrarbrautin er bjartasta
uppsprettan á mælisviði LAT, þó einnig megi greina
fjölda punktuppspretta. Björtustu uppspretturnar í plani
Vetrarbrautarinnar eru flestar tifstjörnur, nifteindastjörnur
sem snúast um möndul sinn, sumar allt að 1000 sinnum á
sekúndu. Nifteindastjörnur myndast þegar massamiklar
stjörnur, þær sem eru a.m.k. áttfalt stærri en sólin okkar, enda
líf sitt sem sprengistjörnur. Til að flokkast sem tifstjörnur
þurfa þær að hafa öflugt segulsvið, þar sem segulásinn
liggur ekki samsíða snúningsásnum. Mynd 4 sýnir einfalda
skýringarmynd af tifstjörnu. Við samverkan segulsviðsins og
snúningsins, er hlöðnum eindum hraðað upp að hraða ljóssins,
þar sem þær senda frá sér ljós allt frá útvarpsbylgjum upp í
háorku gammageisla. Fyrir tíma LAT sjónaukans voru engar
tifstjörnur þekktar sem lýstu bara í háorku gammageislum.
Nýlegar mælingar á CTA 1 sprengistjörnuleifunum með LAT
sýndu fram á tifstjörnu í miðjum leifunum, þá fyrstu sem
einungis hefur fundist með gammageislum 2 . Þetta bendir til
þess að háorku geislunin sé upprunin á öðrum stað í kerfinu
en geislun af lægri tíðni.
Fylgst með svartholum utan Vetrarbrautarinnar
Þegar horft er frá Vetrarbrautinni, fækkar verulega þeim
tifstjörnum sem hægt er að sjá, þar sem þær eru ekki nógu
bjartar til að sjást í öðrum vetrarbrautum. Uppsprettur utan
vetrarbrautarinnar eru því nær eingöngu dulstirni, gríðarstór
svarthol með milljón og upp í milljarð sinnum meiri massa
en sólin okkar sem liggja í miðju vetrarbrauta. Talið er að
þegar svartholið dregur að sér efni myndi það aðsópskringlu,
kleinuhring af heitu efni utan um svartholið. Samspil milli
segulsviðs í aðsópskringlunni og snúnings svartholsins veldur
því að hluta aðsópskringlunnar er hraðað upp að hraða ljóssins
í tveimur strókum sem liggja eftir snúningsás svartholsins.
Þegar strókurinn skellur á efninu utan svartholsins, myndast
höggbylgjur sem hraða rafeindum í stróknum á allt að hraða
ljóssins. Þessar eindir senda svo frá sér háorku gammageisla
þegar þær ferðast um í segulsviði stróksins. Á mynd 5 má
sjá sýn listamanns á dulstirni þar sem
strókarnir og aðsópskringlan
2 A. A. Abdo, et al., Science Express, 16. október, 2008.
sjást greinilega. Ekki
skal rugla
þ e s s u
Mynd 3: Himinhvelfingin
eins og LAT gervitunglið
sá það fyrstu fjóra
dagana eftir að mælingar
hófust. Myndin er í
vetrarbrautarhnitum,
þar sem miðja
vetrarbrautarinnar er
í miðju myndarinnar.
Vetrarbrautin sést svo lárétt
eftir miðri myndinni, bjartasta
uppsprettan á himninum. Ekki
er um raunliti að ræða, heldur lýsir
liturinn þéttleika ljóseinda, þar sem skalinn
fer frá svörtu upp í gulan. Mynd: NASA
32

saman við tifstjörnur, þar sem geislunarsvæðið snýst með
nifteindastjörnunni. Nú þegar hefur LAT sjónaukinn birt
niðurstöður frá nær 20 dulstirnum 3 og fleiri eru væntanlegar,
en búist er við að LAT sjái yfir 1000 dulstirni á 5 ára líftíma
sínum.
Fyrir utan þær uppsprettur sem áður hafa verið taldar
upp, hefur LAT einnig séð geislun frá tveimur gammablossum,
og búast má við niðurstöðum á mælingum á leifum
sprengistjarna á næstu mánuðum og árum. Og það eru ekki
bara fjarlægð fyrirbæri sem eru áhugaverð fyrir LAT, þar
sem hlutir innan sólkerfisins geta líka skinið skært í háorku
gammageislum. Þar ber helst að nefna okkar eigin jörð, en
sökum nálægðar sinnar við gervitunglið yfirgnæfir hún allar
aðrar uppsprettur ef gervitunglinu er beint í átt til hennar.
Er þar um að ræða geislun vegna samverkunar geimgeisla
og andrúmslofts jarðar. Svipaðar samverkanir valda einnig
geislun frá tunglinu, sólinni og loftsteinabeltum í sólkerfinu.
Því má búast við á næstu mánuðum og árum að upplýsingar
sem fást með Fermi gervitunglinu komi til með að auka
gríðarlega þekkingu okkar á sólkerfinu, vetrarbrautinni og
enn fjarlægari fyrirbærum.
Guðlaugur Jóhannesson leggur stund á rannsóknir í
stjarneðlisfræði við Stanford háskóla í Kaliforníu. Hann lauk
doktorsprófi í stjarneðlisfræði frá Háskóla Íslands árið 2006.
3 Sjá http://heasarc.gsfc.nasa.gov/W3Browse/fermi/fermilasp.html fyrir lista af mælingum
sem búið er að birta
Mynd 5: Sýn listamanns á dulstirni. Strókarnir sem svartholið sendir
frá sér sjást greinilega á myndinni. Mynd: NASA Education and Public
Outreach at Sonoma State University - Aurore Simonnet
33

HOOKER SJÓNAUKINN
Þetta er 100 tommu (2,54 m) Hooker sjónaukinn á Wilsonfjalli í Kaliforníu sem var stærsti sjónauki heims milli 1917 og 1948,
eða þar til lokið var við smíði 200 tommu sjónaukans á Palomarfjalli. Sjónaukinn er nefndur eftir viðskiptajöfri frá Los Angeles
sem fjármagnaði smíði hans að áeggjan George Ellery Hale. Með þessum risavaxna sjónauka uppgötvaði Edwin Hubble að
þyrilþokurnar, sem höfðu valdið mönnum miklum heilabrotum, voru vetrarbrautir í órafjarlægð. Og ekki nóg með það, þá
reyndust þessar vetrarbrautir vera að fjarlægjast okkur. Hooker sjónaukinn sýndi okkur með öðrum orðum að heimurinn var að
þenjast út. Segja má að Hooker sjónaukinn hafi fært okkur Miklahvell.
34

,,Hooker sjónaukinn leiddi til mestu uppgötvana
stjörnufræðinnar á 20. öld.“
næturnar aðlagast augun myrkrinu. Sjáöldrin breikka og hleypa þannig meira ljósi inn í augun.
Á Það þýðir að þú getur séð daufari fyrirbæri og daufari stjörnur. Ímyndaðu þér að sjáöldrin væru
einn metri í þvermál. Þú litir eflaust skringilega út en þú hefðir einnig yfirnáttúrulega sjón! Sjónaukinn
virkar á sama hátt. Sjónauki er eins og trekt. Safnlinsan eða -spegillinn safnar ljósi frá stjörnunum og
beinir því að auga þínu. Því stærri sem linsan eða spegillinn er, þeim mun daufari fyrirbæri er unnt
að sjá. Stærðin skiptir því öllu máli.
Stórir speglar hófu innreið sína í Suður-Kaliforníu fyrir einni öld. Í þá daga var Wilsonfjall fjarri
mannabyggðum í víðerni San Gabriel fjallgarðsins. Himinninn var heiður og næturnar dimmar. Á
þessum stað sannfærði George Ellery Hale viðskiptajöfurinn John Hooker um að fjármagna 2,5 metra
breiðan sjónauka. Mörg tonn af gleri og stáli voru ferjuð upp Wilsonfjall. Smíði Hooker-sjónaukans
lauk árið 1917 Hann var stærsti sjónauki í heimi um þrjátíu ára skeið. Eins og risastór fallbyssa sem
beið þess að ráðast á alheiminn.
Með sjónaukanum tókst mönnum að gægjast lengra út í alheiminn en nokkurn tímann áður.
Þyrilþokur reyndust uppfullar af ótal stjörnum. Í Andrómeduvetrarbrautinni uppgötvaði Edwin
Hubble sérstaka tegund stjörnu sem breytir birtu sinni lotubundið. Athuganir Hubbles gerðu honum
kleift að áætla fjarlægðina til Andrómedu. Þyrilþokur eins og Andrómeda, voru greinilega stakar
vetrarbrautir. En fleiri ótrúlegar staðreyndir áttu eftir að koma í ljós. Flestar vetrarbrautirnar reyndust
vera að fjarlægast Vetrarbrautina okkar.
Á Wilsonfjalli uppgötvaði Hubble að nálægar vetrarbrautir fjarlægðust rólega á meðan fjarlægari
vetrarbrautir þeyttust burt með miklu meiri hraða. Alheimurinn var að þenjast út.
Hooker sjónaukinn gaf vísindamönnum færi á merkustu uppgötvun í stjörnufræði á 20. öld.
Faðir stærstu stjörnusjónauka heims
Það eru eflaust ekki margir sem hafa heyrt getið um George Ellery Hale (1868-1938), jafnvel þótt hann
hafi haft gríðarleg áhrif á stjarnvísindi 20. aldar. Hale fæddist í Chicago, sonur auðugs lyftuframleiðanda
sem erfði áhuga á stórum og metnaðarfullum byggingarframkvæmdum. Á námsárum sínum í
Tæknistofnuninni í Massachusetts (MIT) bjó hann til róflínu-sólmyndavél, tæki sem notað er til að
rannsaka ljósið frá sólinni. Hale var fyrst og fremst sólarstjörnufræðingur en er í dag helst minnst sem
föður stærstu stjörnusjónauka heims.
Með gríðarlegum dugnaði og elju tókst Hale að sannfæra ríkustu menn Bandaríkjana á sínum tíma,
menn á borð við Andrew Carnegie og John D. Rockefeller, um að fjármagna smíði stærstu stjörnusjónauka
heims. Fyrir tilstuðlan Hale fékkst nægt fé til þess að reisa Yerkes-stjörnustöðina, stjörnustöðina á
Wilson og Palomar stjörnustöðina. Hale þjáðist engu að síður af þunglyndi sem leiddi til þess að hann
sagði starfi sínu sem stjórnandi stjörnustöðvarinnar á Wilsonfjalli lausu árið 1923.
35

Hulduefni
og þyngdarlinsur
eftir ÁRDÍSI ELÍASDÓTTUR
36

NÁTTÚRULEGAR AÐDRÁTTARLINSUR: Gulu kekkirnir
á myndinni eru fjarlægar vetrarbrautir í risastórri
vetrarbrautarþyrpingu sem kallast Abell 1689.
Massinn í þyrpingunni er svo mikill að hann beygir
ljós og magnar líkt og aðdráttarlinsa. Þannig leiðir
þyrpingin í ljós miklu yngri og fjarlægari vetrarbrautir
í bakgrunni. Þessar fjarlægu vetrarbrautir sjást sem
bogadregnar línur á myndinni. Þær eru taldar hafa
myndast um 700 milljón árum eftir Miklahvell.
Þyrpingin sjálf er í um 2,2 milljarða ljósára fjarlægð.
Ef þú horfir í kringum þig þá sérðu
jörðina undir fótum þér, sólina á
himninum eða stjörnuhimininn sem
augað nemur á formi rafsegulbylgna. Allir
eru þessir hlutir úr venjulegu efni sem
víxlverkar við rafsegulbylgjur þannig að það
er okkur sýnilegt, þ.e. ‘sýnilegt efni’. Eðli
og samsetning sýnilegs efnis hefur lengi
verið vísindamönnum rannsóknarefni.
Slíkar rannsóknir hafa leitt okkur frá
fimm frumefnakenningu forn-Grikkja, til
atómsins sem síðar var klofið í rafeindir,
nifteindir og róteindir sem sjálfar eru
samsettar úr kvörkum. En á síðustu
öld fóru að koma fram vísbendingar
um að til væri efni af öðrum toga, efni
sem víxlverkaði ekki við rafsegulbylgjur
og væri því ekki sýnilegt. Á íslensku
hefur þetta efni fengið heitið hulduefni
- efni sem er til staðar en er okkur hulið.
LYKILHUGTÖK
• Kjöreindir - eindir sem
víxlverka ekki innbyrðis.
• Sérstöðuferill - ferill í plani
linsunnar sem svara til lausnar
á linsujöfnunni. Myndirnar af
bakgrunnsvetrarbrautunum
raða sér í kringum þessa
ferla (eða lenda á þeim).
Hvar ferillinn liggur er háð
massanum í linsunni sjálfri. Því
massameiri sem linsan er, því
stærri verður ferillinn.
• Vetrarbraut - samansafn af
stjörnum, gasi, stjörnuryki
og hulduefni sem er bundið
saman af þyngdarkraftinum.
Sólkerfið okkar tilheyrir slíku
kerfi sem kallast Vetrarbrautin
okkar.
• Vetrarbrautarþyrping -
samansafn af vetrarbrautum,
gasi og hulduefni sem
er bundið saman af
þyngdarkraftinum.
37

Hulduefni
Þó að hulduefnið sé ekki sýnilegt þá má sjá áhrif þess í kringum
okkur. Þessu má líkja við vindinn sem er okkur ekki sýnilegur,
en við getum séð áhrif hans þegar trén sveigjast í miklu roki
eða laufin bærast í golu. Á sama hátt hefur hulduefnið áhrif
á hreyfingar hluta í rúminu og sveigju rúmsins nákvæmlega
eins og ‘venjulegt’ efni. Nýjustu niðurstöður frá slíkum
óbeinum rannsóknum benda til að hulduefni sé um sex
sinnum algengara í heiminum heldur en venjulegt sýnilegt
efni. Það merkir að fyrir hvert kílógramm sem við höfum af
venjulegu efni eru til sex kílógrömm af hulduefni.
Hulduefni uppgötvaðist árið 1933 þegar svissneski
stjörnufræðingurinn Fritz Zwicky (1898-1974) kannaði
hreyfingar vetrarbrauta í Haddþyrpingunni (Coma cluster).
Hann komst að þeirri niðurstöðu að vetrarbrautirnar hreyfðu
sig það hratt að þær myndu þeytast frá hver annarri ef
einungis sýnilega efnið héldi þeim saman. Síðar meir hafa
hreyfingar stjarna í vetrarbrautum verið rannsakaðar og sama
niðurstaða fengist, þ.e. þær hreyfa sig mun hraðar en búast
má við miðað við það sýnilega efni sem er til staðar. Það
hlýtur því að vera mikill massi til staðar sem ekki er sýnilegur
sem heldur vetrarbrautum og vetrarbrautaþyrpingum
saman.
Upphaflega settu vísindamenn fram þá tillögu að þetta
‘hulduefni’ væri aðeins venjulegt efni sem lýsti ekki nógu
mikið til að við sæjum það. Þetta gætu t.d. verið útbrunnar
Hreyfingar stjarna í vetrarbrauta. Snúninghraði stjarna í vetrarbrautum
er háður fjarlægðinni til miðju vetrarbrautarinnar og
massanum innan snúningsradíussins. Miðað við það sýnilega
ljós sem við mælum frá vetrarbrautum myndum við búast við að
snúningshraðinn í ytri hluta vetrarbrauta myndi falla eins og rótin
af fjarlægðinni. Mælingar sýna hins vegar að snúninghraðinn helst
nokkurn veginn jafn sem bendir til að þar sé mun meiri massa að
finna heldur en er sýnilegur.
stjörnur (‘brúnir dvergar’), kalt ryk eða jafnvel lítil svarthol.
Rannsóknir hafa þó sýnt að fjöldi slíkra fyrirbæra sé ekki
nærri því nógu mikill til að útskýra allan ‘týnda’ massann.
Því er einungis um tvennt að ræða, annaðhvort eru bæði
Newtonska kenningin um hreyfingar himintunglanna og
afstæðiskenningin ekki réttar eða að til er ný tegund efnis,
Linsuhrif. Ljós er sent
frá fjarlægri vetrarbraut.
Hluti ljóssins fer í
gegnum stóra vetrarbrautaþyrpingu
sem liggur á milli
vetrarbrautarinnar og
jarðar. Vetrarbrautaþyrpingin
virkar eins og
linsa og sveigir ljósið.
Hluti ljóssins hefur
fókuspunkt á jörðinni
- í þessu tilviki eru það
þrjár sjónlínur. Við
sjáum því þrjár myndir
af sömu vetrarbrautinni,
eina í miðju þyrpingarinnar,
eina til hægri og
eina til vinstri
Mynd: W. H. Freeman/
Stjörnufræðivefurinn.
38

hulduefni, sem ekki víxlverkar við rafsegulbylgjur. Flestar
rannsóknir benda til hins síðara og hulduefni er því orðið
viðtekið hugtak og rannsóknarefni bæði stjarneðlisfræðinga
og öreindafræðinga. Ein besta leiðin til að rannsaka
dreifingu hulduefnis í alheiminum er í gegnum svonefndar
þyngdarlinsur.
Sveigt rúm og þyngdarlinsur
Venjulegar linsur virka á þann veg að ljósið beygir þegar það
fer í gegnum þær vegna mismunandi hraða ljóssins í lofti og
Sveigja rúmsins: Myndræn lýsing á sveigju rúmsins. Tómt rúm
er eins og stórt lak sem haldið er strekktu þ.a. það er flatt.
Beinar línur, sem ljósið ferðast eftir, teiknaðar bæði langsum
og þversum mætast undir 90° horni. Keilukúla í miðju laksins
teygir lakið niður þ.a. línurnar virka ekki lengur ‘beinar’ heldur
sveigðar, þar sem mesta sveigjan er í nágrenni kúlunnar.
í linsunni. Þyngdarlinsur virka á þann veg að ljósið ‘beygir’
vegna sveigju rúmsins, þ.e. ljósið telur sig fara eftir beinni
línu, en þessi lína er sveigð þar sem rúmið sjálft er sveigt
(sjá innskotið “Sveigja rúmsins”). Allir hlutir með massa
geta því virkað sem þyngdarlinsur en í raun þarf mjög þunga
hluti og miklar fjarlægðir til að áhrifin séu mælanleg. Til
dæmis myndi 60 kg hringlaga manneskja sem stendur mitt
á milli þín og ljósaperu í 100 metra fjarlægð einungis valda
sveigju upp á u.þ.b. 10 -12 m sem er um einn hundraðasti af
stærð einnar frumeindar (atóms). Ef við á hinn bóginn lítum
Sveigja rúmsins
Samkvæmt almennu afstæðiskenningunni er rúmið ekki
evklíðskt ef það inniheldur einhverja orku eða massa.
Myndrænt má hugsa sér tómt rúm sem stórt lak sem
haldið er strekktu þ.a. það er flatt - í þessu tilviki er
rúmið evklíðskt. Við gætum nú teiknað beinar línur bæði
langsum og þversum sem myndu mætast undir 90° horni.
Þessar línur væru ‘beinar línur’, sem ljós myndi ferðast
eftir á leið sinni um lakið. Ef við nú settum keilukúlu í
miðju laksins þá myndi lagið teygjast niður og frá okkar
sjónarhorni væru línurnar ekki lengur ‘beinar’ heldur
sveigðar, þar sem mesta sveigjan væri í nágrenni kúlunnar.
Ljósið hins vegar sem ferðast í tvívíðu rúmi laksins sér ekki
þessa sveigju heldur ferðast áfram á sínu ‘beinu línum’
- sem kallast ‘gagnvegir’ í almennu óevklíðsku rúmi. Frá
okkar sjónarhorni hafa þessar línur hins vegar bognað og
við sjáum því ljósið sveigja í kringum kúluna. Því þyngri
sem kúlan er, því meiri er sveigja rúmsins.
Haddþyrpingin
(Coma Cluster).
Stjörnufræðingurinn
Fritz Zwicky varð
fyrstur til að uppgötva
hulduefni þegar hann
mældi hreyfingar
vetrarbrauta í
Haddþyrpingunni í
Bereníkuhaddi árið
1933. Það var þó
ekki fyrr en nokkrum
áratugum síðar að
niðurstöður hans voru
teknar alvarlegar þegar
samsvarandi mælingar
fyrir stjörnuþokur
sýndu að sýnilega
efnið í þeim væri ekki
nóg til að útskýra
hreyfingar stjarnanna.
Mynd: NASA/ESA/
Hubblessjónaukinn
39

Abell 2218. Miðja
vetrarbrautaþyrpingarinnar
Abell 2218. Á myndinni
má sjá með berum
augum mörg linsuhrif,
t.d. appelsínugulan boga
rétt til vinstri og neðan
við miðju þyrpingarinnar.
Auk þess má finna
við nákvæmari skoðun
ýmis önnur linsuhrif, t.d.
merkja rauðu hringirnir
staðsetningu alls þriggja
(hver um sig mynduð
þrisvar) bakgrunnsvetrarbrautir
sem eru allar
í sömu fjarlægð (við
rauðvik 2.5). Græna
línan sýnir sérstöðuferilinn
sem þarf til að
útskýra staðsetningu
myndanna. Bláa línan
sýnir sérstöðuferilinn
ef einungis sýnilega
ljósið er notað. Þar sem
sérstöðuferilinn stækkar
þegar massinn er
aukinn þá má klárlega
sjá að það vantar mun
meiri massa en það sem
sýnilega efnið getur
útskýrt. Þetta efni hefur
verið nefnt ‘hulduefni’
þar sem það er okkur
ekki sýnilegt á venjulegan
hátt.
á vetrarbrautaþyrpingu sem liggur á milli þín og fjarlægrar
vetrarbrautar þá getur sveigja ljóssins verið u.þ.b. 10 21 m sem
er um tvöfalt þvermál Vetrarbrautarinnar okkar.
Í vissum tilvikum getur það gerst að við sjáum fleiri en
eina mynd af bakgrunnsvetrarbrautinni vegna linsuhrifanna.
Slíkt fyrirbæri á sér stað þegar ljós sem vetrarbrautin sendir
frá sér annarsvegar til hægri og hinsvegar til vinstri sveigir
til okkar vegna linsuhrifanna og við sjáum eina mynd af
stjörnuþokunni hægra megin við linsuna og aðra vinstra
megin. Þegar við, linsan og bakgrunnsstjörnuþokan liggjum
öll á sama ási sveigja allir ljósgeislarnir til okkar og við sjáum
bakgrunnsvetrarbrautina sem hring sem umlykur linsuna.
Þetta fyrirbæri kallast Einstein hringur og geisli (radíus) hans
kallast Einstein geisli.
Þyngdarlinsur og hulduefni
Í þeim tilvikum þegar linsuhrifin eru það sterk að við sjáum
margar myndir af bakgrunnsvetrarbrautinni, er hægt að
nota mælingar á staðsetningu myndanna til að ákvarða
nákvæmlega massadreifinguna í linsunni sjálfri. Þessar
mælingar sýna að það sýnilega efni sem er til staðar er alls
ekki nóg til að valda þeim linsuhrifum sem við sjáum. Fyrir
stjörnuþokur er um 70-80% af efninu á formi hulduefnis, og
þetta hlutfall er jafnvel hærra fyrir vetrarbrautaþyrpingar.
Vetrarbrautaþyrpingar samanstanda því úr venjulegu efni
(vetrarbrautir og gas) og hulduefni (óþekkt hvað það er).
Mælingarnar sýna þar að auki að hulduefnið liggur í allri
vetrarbrautarþyrpingunni og þéttleiki þess er mestur í innri
hluta þyrpingarinnar líkt og fyrir gasið Þetta merkir að mestur
hluti hulduefnisins (um 90%) liggur á milli vetrarbrautanna
en ekki í þeim. Það má því hugsa sér þyrpinguna alla eins
og hulduefnisdeig með vetrarbrautarrúsínum á víð og dreif
um deigið. Auk þess sýna mælingarnar að hulduefnið fylgir
yfirleitt vetrarbrautunum á þann hátt að þar sem þéttleiki
vetrarbrautanna er mestur þar er þéttleiki hulduefnisins
einnig mestur.
Það má læra meira um hulduefnið með því að rannsaka
tvær vetrarbrautaþyrpingar sem hafa nýlega lent í árekstri.
Við áreksturinn blandast efnið í þyrpingunum tveimur á þann
hátt að stjörnuþokurnar fara að mestu leyti í gegnum hvor
aðra á meðan að gasið sem er dreift um alla þyrpinguna rekst
saman og hægir því á sér. Þessi mismunandi hegðun er af
völdum þess að stjörnuþokurnar hegða sér eins og kjöreindir,
þ.e. fjarlægðin á milli þeirra er það mikil að það verða engir
beinir árekstrar heldur eru hreyfingar þeirra einungis háðar
þyngdarkraftinum. Gasið aftur á móti er dreift um alla
þyrpinguna og er nógu þétt til þess að gaseindirnar rekast
saman og hægja því hver á annarri. Við vitum nú þegar að
hulduefnið víxlverkar ekki við venjulegt efni nema í gegnum
þyngdarkraftinn og að það er dreift um alla þyrpinguna eins
og gasið, en spurningin er hversu mikið víxlverkar hulduefnið
sín á milli. Ef víxlverkunin er veik mun hulduefnið hegða sér
eins og stjörnuþokurnar en ef víxlverkunin er sterk mun það
hegða sér eins og gasið.
Frægasta dæmið um slíkan árekstur sem sýnir
mjög greinilega í hvorum hópnum hulduefni liggur er
vetrarbrautarþyrpingin 1E 0657-56 (sem einnig kallast “The
Bullet Cluster” á ensku eða ‘byssukúluþyrpingin’). Þyrpingin
virðist samanstanda af tveimur þyrpingum þar sem annarri
þeirra hefur verið ‘skotið’ eins og kúlu í gegnum hina. Við
þennan árekstur blandaðist efnið í þyrpingunum tveimur á
þann hátt að vetrarbrautirnar fóru að mestu leyti í gegnum
hvor aðra á meðan að gasið sem er dreift um alla þyrpinguna
Orkusamsetning alheimsins
Venjulegt sýnilegt efni (þ.e. jörðin, stjörnurnar,
lífríkið) er einungis um 4,6% af heildarorkusamsetningu
alheimsins. Hulduefni telur um 23%
en afgangurinn er enn dularfyllri orkugjafi, svonefnd
hulduorka sem hefur neikvæðan þrýsting og veldur
því að heimurinn þenst út í stað þess að dragast
saman.
Þessar upplýsingar eru unnar úr gögnum frá
WMAP gervitunglinu. Gögnin eru nákvæm upp á tvö
markverða stafi svo heildartalan er ekki 100%.
Mynd: NASA/WMAP/Stjörnufræðivefurinn
40

Árekstur vetrarbrautarþyrpinganna 1E 0657-56. Byssukúluvetrarbrautaþyrpingin sést á þessari mynd. Dreifing gassins er sýnd með
rauðum lit á meðan dreifing hulduefnisins er sýnd í bláu. Þó erfitt sé að greina með berum augum hvaða vetrarbrautir á myndinni
tilheyra þyrpingunni og hverjar liggja í bak- eða forgrunni, má auðveldlega staðfesta með mælingum að þær liggja á sama stað og bláa
hulduefnisþokan. Þessi fræga niðurstaða sýnir að hulduefnið víxlverkar ekki (eða í mesta lagi mjög veikt) sín á milli.
Litlu myndirnar sýna tölvulíkan af því hvað gerist þegar tvær vetrarbrautaþyrpingar rekast saman. Þær eindir sem ekki víxlverka (blái
liturinn, t.d. vetrarbrautirnar sjálfar) fara að mestu óbreyttar í gegnum áreksturinn - einu áhrifin sem þær finna fyrir er vegna þyngdarkraftsins.
Þær eindir sem víxlverka (rauði liturinn, t.d. gasið) verða fyrir meiri áhrifum vegna innbyrðis árekstra sem hægja á ferð þeirra,
þannig að þær dragast aftur úr. (Mynd: NASA/STScI; ESO WFI; Magellan/U.Arizona/D.Clowe et al.)
rakst saman og hægði því á sér. Mælingar á linsuhrifunum
sýna að hulduefnið liggur á sama stað og stjörnuþokurnar -
þ.e. þó að það sé dreift jafnt um þyrpinguna líkt og gasið þá
virðast hulduefniseindirnar ekki víxlverka hvor við aðra.
Framtíðin er hulin
Þó rannsóknir á hulduefni séu komnar af frumstigi er enn
mikið og stórt verkefni framundan við að komast að fleiri
eiginleikum þess. Hluti þeirra rannsókna verða í himingeimnum
en vonir standa líka til að öreindafræðingar
með sífellt öflugri öreindahröðlum nái að ‘finna’ hulduefnisöreindina
(eða öreindirnar ef þær reynast fleiri en
ein). Hulduefnið er þó ekki eini hluti alheimsins sem er
okkur hulinn því nýjar rannsóknir benda til að hulduefnið
og venjulegt efni sé einungis um 30% af orku alheimsins -
og afgangurinn er svonefnd ‘hulduorka’. Hulduorka á fátt
sameiginlegt með hulduefninu annað en að við vitum enn
sem komið er ekki hvaða fyrirbæri veldur henni þó það
séu ýmsar kenningar til. Hulduorkan hefur þó veik áhrif á
linsuhrifin og því má fræðilega séð nota þau til að rannsaka
hulduorkuna. Þær rannsóknir eru á frumstigi og enn sem
komið er eru áreiðanlegustu mælingar á hulduorkunni frá
sprengistjörnum og örbylgjukliðnum sem er geislunin frá
Miklahvelli. Það er þó ljóst að það er nóg af spennandi verkefnum
framundan fyrir verðandi vísindafólk því um 95% af
orkuinnihaldi alheimsins er okkur hulin ráðgáta.
Árdís Elíasdóttir leggur stund á rannsóknir í stjarneðlisfræði
við Princeton háskóla í New Jersey. Hún lauk doktorsprófi í
stjarneðlisfræði frá Kaupmannahafnarháskóla árið 2007.
41

Cerro Paranal, í 2500 metra hæð í Andesfjöllunum í Chile - í eyðimörk sem
Á minnir einna helst á Mars - eru fjórir evrópskir risasjónaukar staðsettir.
Sjónaukarnir eru á draumastað stjörnufræðinga, í Atacama eyðimörkinni sem er
þurrasti staður jarðar og ský sjaldséð fyrirbæri.
Stjörnufræðingar sem heimsækja þennan hrörlega og líflausa stað gista í Residencia
sem Stjörnustöð Evrópu á suðurhveli (ESO) rekur. Þar geta stjörnufræðingar
borðað, sofið og slakað á á hóteli sem líkist einna helst geimskipi úr framtíðinni.
Residencia þótti þar af leiðandi kjörinn griðastaður illmennisins úr nýjustu
kvikmyndinni um James Bond, Quantum of Solace.
Þegar sólin sest hellist myrkrið yfir Cerro Paranal og Vetrarbrautarslæðan birtist
í öllu sínu veldi. Alheimurinn virðist svo nálægt. Risasjónaukarnir opnast og ljós
frá fjarlægum sólum streymir á spegla VLT sjónaukana. Nýjar uppgötvanir eiga
sér stað.
Stundum er leysigeisla skotið upp í næturhiminninn. Þar býr hann til gervistjörnu
hátt í lofthjúpnum. Nákvæmir nemar mæla hversu mikið leysigeislinn eða
gervistjarnan aflagast vegna ókyrrðar í lofthjúpnum. Öflugar tölvur reikna út hve
mikil ókyrrðin er og nemar undir örþunnum 8,2 metra breiðum speglum leiðrétta
ókyrrðina. Þessi tækni kallast aðlögunarsjóntækni og er helsta töfrabragð
stjarnvísinda nútímans. Án hennar sæjum við alheiminn í móðu. Með henni er
mynd okkar af alheiminum hnífskörp.
Víxlmælingar er annar ás í ermi stjörnufræðinga. Í víxlmælingum er ljósi frá
tveimur sjónaukum eða fleiri beint nákvæmlega í sama punkt. Þannig má í raun
og veru breyta tveimur speglum í einn risaspegil sem er jafnstór og fjarlægðin
sem skilur þá að. Með víxlmælingum geta stjörnufræðingar séð smáatriði sem
annars væru aðeins sýnileg með 100 metra sjónauka. Í tilviki VLT, þar sem fjórir
sjónaukar geta verkað sem einn ofursjónaukinn, eru líka litlir aukasjónaukar sem
hægt er að færa til svo draga megi fram frekari smáatriði.
TÖFRAR AÐLÖGUNARSJÓNTÆKNINNAR
Appelsínugulum leysigeisla er beint að miðju Vetrarbrautarinnar frá einum af
VLT sjónaukunum (Very Large Telescopes) hjá Stjörnustöð Evrópu á suðurhveli
(ESO) á Cerro Paranal í Chile. Með leysigeislanum geta stjörnufræðingar kortlagt
ókyrrð í lofthjúpi jarðar og leiðrétt þær með svonefndri aðlögunarsjóntækni
(adaptive optics). Undir speglum sjónaukana eru hundruð nema sem breyta
lögun spegilsins í samræmi við hreyfingar lofthjúpsins. Segja má að með þessari
aðferð geti stjörnufræðingar fjarlægt lofthjúpinn og gert myndir af alheiminum
mun skarpari. Þessa fallegu ljósmynd tók stjörnufræðingurinn Yuri Beletsky.
MYND: YURI BELETSKY
43

Reikistjörnurnar
ljósmyndaðar
eftir BJÖRN JÓNSSON
44

Mynd: © Stefan Seip - astromeeting.de
Mynd 1. Lumenera
myndavélin fest á 8
cm William Optics
sjónauka. Snúran úr
henni er venjuleg USBsnúra
sem tengist tölvu.
Undanfarinn áratug hefur orðið algjör bylting í reikistjörnuljósmyndun,
þökk sé tölvubyltingunni og
alls kyns stafrænum myndavélum. Bestu myndir
sem áhugastjörnuljósmyndarar taka af reikistjörnunum eru
núna betri en bestu myndir sem “atvinnumenn” tóku með
stærstu sjónaukum heims fyrir 30-40 árum. Stundum hef
ég lýst þessari byltingu þannig að fyrir 20-25 árum hefði
ég álitið þann mann ruglaðan sem þá hefði reynt að halda
því fram að áhugamenn ættu einhvern tíma eftir að taka
myndir eins og algengar eru núna.
Áður fyrr voru myndir teknar á filmur þar sem lýsa
þurfti í fáeinar sekúndur. Slíkt er slæmt vegna tíbrár í
lofthjúpnum sem gerir myndir teknar í mikilli stækkun
óskýrar. Myndirnar urðu því nær alltaf fremur óskýrar því
ekki náðist að “grípa” eingöngu þau örstuttu augnablik
þegar loftið er alveg kyrrt. Stafrænar myndavélar nútímans
eru hins vegar afar ljósnæmar og þær ásamt stöðugt
hraðvirkari tölvum með geymslupláss fyrir mikið af
gögnum hafa opnað nýja möguleika. Nú er svo komið að
myndir af reikistjörnunum eru lang oftast teknar með
vídeómyndavélum sem taka yfirleitt á bilinu 5 til 60 myndir
á sekúndu. Algengt er að myndir séu teknar samfellt í 1-3
mínútur. Myndirnar eru því oft nokkur þúsund í hverri
lotu. Myndirnar eru síðan keyrðar gegnum hugbúnað sem
finnur sjálfkrafa bestu myndirnar og staflar þeim, þ.e. býr
í rauninni til nýja mynd sem er einhvers konar meðaltal
af bestu myndunum. Þetta minnkar m.a. suð. Algengt er
að 25-40% myndanna sé staflað á þennan hátt en þau
60-75% sem eftir verða eru ekki notuð (þær myndir eru
of lélegar). Með þessu móti eru bara þær myndir sem
urðu til þegar loftið var nokkurn veginn kyrrt notaðar og
óskýrar myndir skemma því ekki lokaútkomuna eins og
gerðist áður fyrr þegar filmur voru notaðar. Þessi aðferð
hefur algjöra yfirburði yfir eldri aðferðir. Einu gallarnir eru
að tölvuvinnslan tekur nokkuð langan tíma vegna þess hve
myndirnar eru margar og myndvinnslan flókin. Jafnframt
þarf gífurlegt geymslupláss fyrir gögn. Ég er t.d. með um
tveggja terabæta (!) diskpláss og algengt er að á einu kvöldi
verði til 10-20 gígabæti af gögnum. Metið hjá mér er 55 GB
á einu kvöldi; það samsvarar 13 DVD-diskum.
Fyrir nokkrum árum fékk ég mér vefmyndavél af
gerðinni Philips ToUcam Pro II en á þeim tíma var algengast
að vefmyndavélar væru notaðar við svona myndatökur.
Myndatökur með henni gengu afar vel og varð afraksturinn
m.a. myndir af Júpíter sem eru líklega þær bestu sem
teknar hafa verið hér á landi (vonandi er það samt rangt
hjá mér!). Síðar urðu sérhæfðari myndavélar algengari
og haustið 2007 fékk ég mér sérhæfða vídeómyndavél
af gerðinni Lumenera SKYnyx2-0 (mynd 1). Hún er miklu
fullkomnari en vefmyndavélin, ljósnæmari, suð í myndunum
er minna og hægt er að taka fleiri myndir á sekúndu. Hún
er hins vegar svarthvít þannig að til að taka litmyndir þarf
að nota litasíur. Nota ég því stundum vefmyndavélina við
ákveðnar aðstæður eins og síðar á eftir að koma fram.
Hér á eftir má sjá sýnishorn af þeim myndum sem ég
hef tekið. Ekki verður farið nánar út í myndatökuaðferðir
eða aðferðir reikistjörnuskoðun. Greinar um slíkt hafa
nýlega birst í fréttabréfi Stjörnuskoðunarfélagsins
og eru aðgengilegar á heimasíðu þess astro.is
45

46
Mynd 2. Fullt tungl 24. desember 2007
um kl. 00:45. Þessi mynd er samsett úr 12
myndum sem teknar voru með Lumenera
SKYnyx2-0 vídeómyndavél sem fest var
á Intes MN61 stjörnusjónauka með f/6
brennihlutfalli.

Tunglið
Tunglið er mjög skemmtilegt til myndatöku. Algengt er að taka
myndir af því öllu (mynd 2) og er þá ótrúlegur munur á fullu tungli og
t.d. hálfu. Við góð skilyrði er gaman að taka myndir af afmörkuðum
svæðum í mjög mikilli stækkun, yfirleitt 3-5 sinnum meiri en notuð
er til að mynda allt tunglið (mynd 3).
Mynd 3. Samsett mynd af
Kópernikus-gígnum en hann er
á stærð við Vatnajökul. Myndin
er samsett úr nokkrum tugum
mynda sem teknar voru 1.
febrúar 2004 með Philips ToUcam
Pro II vefmyndavél sem fest var
á Intes MN61 sjónauka með f/30
brennihlutfalli.
47

Mynd 4. Tvær myndir
af Mars teknar með
tæplega 3 klst. millibili.
Greinilega sést að
aðstæður til myndatöku
bötnuðu talsvert á
þeim tíma sem leið
milli myndanna. Greina
má íshettu við suðurpólinn
neðarlega til
vinstri, dökk svæði og
svo merki um rykstorm
(ljóst svæði) ofan við
pólhettuna á seinni
myndinni. Myndirnar
eru teknar með sama
búnaði og mynd 3.
Mars
Fremur erfitt er að mynda Mars. Rúmlega annað hvert ár er hann nógu nálægt jörðu til að góðar myndir náist en jafnvel þá er
hann aldrei mjög stór. Júpíter er t.d. alltaf um eða meira en tvöfalt stærri séður frá jörðu. Við góð skilyrði sjást dökkir blettir,
ýmis litbrigði, pólhettur og ský (mynd 4).
Mynd 5. Júpíter 15.
mars 2004 kl. 00:39 og
00:47. Á fyrri myndinni
sést tunglið Íó
en á þeirri seinni er
það horfið á bak við
Júpíter. Með því að bera
myndirnar saman sést
einnig hvað möndulsnúningur
Júpíters er
hraður (tæpar 10 klst.),
breytingar sjást þó
myndirnar séu teknar
með einungis 8 mínútna
millibili. Myndirnar
eru teknar með sama
búnaði og mynd 3.
Júpíter
Júpíter er lang áhugaverðasta reikistjarnan til myndatöku. Öfugt við t.d. Mars er hann alltaf nógu stór ef hann á annað
borð sést og þar er margt að sjá. Vindar blása þar aðallega í austur-vestur stefnu og myndast við það samsíða, ljós og dökk
skýjabelti sem breikka, mjókka og skipta litum. Með þessum breytingum er áhugavert að fylgjast. Auk þess sjást á Júpíter
fjölmargir sporöskjulaga blettir. Þar er um að ræða veðrakerfi og er hinn stærsti þessara bletta (rauði bletturinn) stærri en
jörðin.
48

(c) 22. janúar 2007 01:08.
(a) 15. mars 2004 22:11.
(b) 28. janúar 2006 00:30.
(d) 16. mars 2008 00:30.
Mynd 6. Fjórar myndir
af Satúrnusi teknar á
mismunandi tímum.
Sjá má hvernig halli
hringanna fer minnkandi
á þeim fjórum
árum sem myndirnar
ná yfir. Þær eru allar
teknar með Intes MN61
sjónauka með f/30
brennihlutfalli. Mynd (d)
var tekin með Lumenera
myndavélinni og er
mun betri að gæðum en
hinar þrjár sem teknar
voru með ToUcam myndavélinni.
Myndir (b) og
(c) voru teknar við slæm
skilyrði. Mismunandi
litir myndanna stafa
aðallega af mismunandi
myndvinnslu og mismunandi
stillingum á
myndavélunum. Sjá
má greinileg merki
um að norðurhvelið er
blárra en suðurhvelið á
síðustu myndinni (d) og
hugsanlega á myndum
(b) og (c).
Satúrnus
Satúrnus er almennt álitinn fegursta reikistjarnan, ekki síst vegna hringanna sem umlykja hann. Halli þeirra er breytilegur
séður frá jörðu og er áhugavert að fylgjast með breytingum á honum, svo og breytingu á birtu hringanna. Þeir eru t.d.
áberandi bjartari þegar Satúrnus er í gagnstöðu en þeir eru nokkrum mánuðum fyrir eða eftir gagnstöðu. Satúrnus á það
sameiginlegt með Júpíter að þar eru skýjabelti í austur-vestur stefnu. Þau eru hins vegar daufari en skýjabelti Júpíters og ekki
eins breytileg. Þegar geimfarið Cassini nálgaðist Satúrnus árið 2004 kom í ljós að norðurhvelið var bláleitt en þar var þá vetur.
Á undanförnum árum hafa síðan í fyrsta sinn náðst myndir frá jörðu sem sýna þennan lit og er það til marks um framfarir í
myndatökutækni. Nú er þessi litur að verða horfinn enda stutt í vorið á norðurhvelinu.
Einnig er hægt að taka myndir af björtustu tunglum Satúrnusar. Öfugt við ToUcam myndavélina er Lumenera myndavélin
nægilega ljósnæm til að hægt er að taka myndir af átta björtustu tunglum Satúrnusar með 15 cm sjónauka (6 tommur) þegar
teknar eru 5-10 myndir á sekúndu. Mynd 7 sýnir sjö af níu björtustu tunglunum.
Mynd 7. Tungl Satúrnusar
mynduð 16. mars
2008 kl. 01:08 með
Lumenera myndavél og
Intes MN61 sjónauka.
Myndavélin var stillt
á mesta ljósnæmi og
brennihlutfall haft
eins lágt og hægt var
(f/6). Myndin til vinstri
hefur ekkert verið unnin.
Þarna má greina 6 tungl.
Myndin til hægri er “stafli”
893 mynda þar sem
líka búið er að skerpa
myndina. Við það kemur
tunglið Hýperíon í ljós
sem daufur “blettur”.
Einungis Mímas og Föbe
vantar hér af stærstu
tunglum Satúrnusar.
Mímas var mjög nálægt
Satúrnusi og hringunum
og hverfur því í
bjarmann frá þeim en
tunglið Föbe er of dauft
til að hægt sé að mynda
það með þessum búnaði
og stillingum á myndavélinni.
49

Mynd 8. Myndaröð
sem sýnir Mars
hverfa bak við
tunglið upp úr kl. 3
24. desember 2007.
Lokamyndin sýnir
svo Mars stuttu eftir
að hann birtist á ný.
Myndirnar eru teknar
með Philips ToUcam
Pro II vefmyndavél
sem fest var á Intes
MN61 sjónauka í f/12
brennihlutfalli nema
fyrsta myndin þar sem
brennihlutfallið er
f/6. Örlítið breytilegur
litur myndanna stafar
líklega af örþunnri
skýjahulu sem
stundum truflaði
myndatökuna lítillega.
Innan við 5 mínútum
eftir að síðasta myndin
var tekin varð síðan
alveg skýjað og
skömmu síðar byrjaði
úrkoma.
Sérstakir atburðir
Stundum þarf að taka myndir af atburðum sem gerast “hratt” þannig að ef taka á litmyndir er ekki tími til að taka slíkar
myndir með Lumenera myndavélinni, því þar þarf að nota litasíur. Þetta á t.d. við þegar einhver reikistjarnanna hverfur á bak
við tunglið. Þá hentar ToUcam myndavélin betur. Aðfaranótt aðfangadags 2007 hvarf Mars á bak við tunglið séð frá Íslandi.
Það var besta jólagjöf þess árs að ná myndum af þeim atburði og í raun hálfgert kraftaverk því innan við 5 mínútum eftir að
Mars birtist á ný þykknaði upp og skömmu síðar byrjaði úrkoma. Sjá má sýnishorn mynda af þessum atburði á mynd 8.
Aðrar reikistjörnur
Hér hefur komið fram hvaða reikistjörnur er áhugaverðast að mynda með þeim búnaði sem ég hef. Ég hef þó einnig tekið
myndir af Venusi en á þeim er ekkert að sjá. Til að eitthvað merkilegt sjáist á Venusi þarf að taka myndirnar í útfjólubláu
ljósi. Hugsanlega mun ég prófa það innan tíðar því Lumenera myndavélin er næm fyrir útfjólubláu ljósi, a.m.k. lengstu
bylgjulengdum þess. Síðan er ætlunin að ná myndum af Merkúr og Úranusi þegar færi gefst, hugsanlega síðar á þessu ári.
Neptúnus verður hinsvegar varla nógu hátt á lofti hérlendis fyrr en eftir um 10 ár.
50

TrackWell Forðastýring
TrackWell VMS
- Taktu stjórn - náðu yfirsýn
- Vessel Monitoring System
· Bætt nýting á tímum starfsmanna
· Skilvirkara eftirlit með notkun tækja
· Lækkun á rekstrarkostnaði
· Betri þjónusta
· Aukið öryggi
FORÐASTÝRING
Laugavegi 178 · 105 Reykjavík · sími: 5100600 · fax: 5100601 · info@trackwell.com · www.trackwell.com
Tímak- og viðverukerfi
Íslenskur stjörnuatlas er einstök handbók fyrir þá sem hafa unun af því að
horfa til himins á vetrarkvöldum. Með myndum, kortum og greinargóðum
upplýsingum er kennt hvernig best er stunda stjörnuskoðun hérlendis.
Bók sem ekkert heimili getur verið án.
Eina bókin
um ÍSLENSKA
STJÖRNUHIMININN
STJÖRNUSKÍFA
fylgir með
53 stjörnumerki sem sjást frá Íslandi
Allt um stjörnuskoðun
Örnefnakort af tunglinu
Mikill fjöldi mynda og stjörnukorta
51

TVÖFALDI SPEGILSJÓNAUKINN (LARGE BINOCULAR TELESCOPE)
Betur sjá augu en auga. Tvöfaldi spegilsjónaukinn (Large Binocular Telescope) á stjörnustöðinni á Grahamfjalli í Arizona
hefur tvo 8,4 metra spegla á einu stæði. Saman geta þeir safnað ljósi á við 11,4 metra sjónauka og með víxlmælingum hafa
þeir greinigetu á við 22,8 metra breiðan sjónauka.
52

Fönix
á Mars
eftir HARALD PÁL GUNNLAUGSSON
54

Mynd 1. Mynd tekin nokkru eftir geimskot Phoenix 5. ágúst 2007. Útblástur frá eldflauginni lýsist
upp af rísandi sól og á tímabili minntu þau á fuglsmynd. (Mynd: Peter Smith)
Ómannaða könnunarfarið Mars Phoenix lenti á
norðlægum slóðum Mars þann 25. maí 2008.
Farið náði að starfa til loka október sama ár,
eða þar til samband við það rofnaði. Helstu verkefni
Fönix eru rakin hér á eftir og rætt hvaða áhrif þau geta
haft á framhald rannsókna á reikistjörnunni.
Mars er sú reikistjarna í sólkerfinu sem líkist jörðinni
hvað mest og sá staður utan jarðar sem telja má líklegast
að merki um líf sé að finna. Fundist hafa ummerki um
vatnsfarvegi sem benda til að fyrir milljörðum ára
hafi vatn verið stöðugt á yfirborði reikistjörnunnar. Í
dag er yfirborð Mars þurr eyðimörk en á pólsvæðum
reikistjörnunnar eru pólar úr vatnsís og hægt er að
ímynda sér að undir yfirborðinu séu aðstæður til að líf
geti þrifist.
Um mitt ár 2003 ákvað geimferðarstofnun Bandaríkjanna
(NASA) að Phoenix yrði fyrst svonefndra
Scout geimfara. Valið á nafni ferðarinnar byggir á
sagnafuglinum Fönix, sem endurlifgast og rís úr eigin
öskustó. Segja má að geimfarið Fönix rísi einmitt úr
eigin öskustó því farið byggði á svipaðri tækni og
varahlutum frá hinu mislukkaða geimfari Mars Polar
Lander (fórst við lendingu á Mars árið 1999) og Mars
Surveyor 2001 sem hætt var við að senda til Mars eftir
áfallið 1999.
TENGLAR
phoenix.lpl.arizona.edu
www.marslab.dk
www.stjornuskodun.is
55

Þann 5. ágúst 2007 hófst Fönix á loft með Delta II eldflaug
frá Canaveralhöfða í Flórída. Þrátt fyrir óhagstæða veðurspá,
þar sem búast mátti við skýjum, var geimskotið hið mesta
sjónarspil. Flaugin hóf sig á loft í myrkri klukkan þrjú um
nóttina. Skömmu áður en sólin reis yfir sjóndeildarhringinn
lýstu geislar hennar upp reykslóð eldflaugarinnar. Á tímabili
mátti ætla að útblásturinn myndaði mynd af fugli á
himninum, nokkuð sem minnti menn á að fuglinn Fönix hefði
á endanum risið upp (sjá mynd 1).
Lendingarstaðurinn
Þann 25. maí 2008 lenti Fönix í hinum svonefnda Grænadal
(mynd 2) á Mars á 68. breiddargráðu norður sem er svipað
og 200 km norðan Íslands á jörðinni. Lendingarstaðurinn
var valinn í ljósi mælinga Mars Odyssey geimfarsins (á braut
um Mars síðan 2001) sem bentu óbeint til að rétt undir
yfirborðinu væri að finna vatn, líklega í formi íss. Hins vegar
var ljóst að Fönix myndi ekki eiga langa ævi fyrir höndum.
Geimfarið var knúið af sólarrafhlöðum sem virkuðu vel í
landi miðnætursólarinnar (möndulhalli Mars er svipaður og
jarðar) eftir lendingu en sex mánuðum síðar gætti sólarinnar
lítið og samband við geimfarið rofnaði í lok október.
Ólíkt Marsjeppunum Spirit og Opportunity, sem enn
aka um á Mars fimm árum eftir komuna þangað, var Fönix
staðbundið geimfar. Í stað þess að aka um var markmiðið að
grafa niður á ís og fara þangað sem menn höfðu aldrei áður
farið á Mars: Norður og niður!
Markmið
Helstu markmið Fönix voru skilgreind á þennan hátt:
1.
2.
3.
Kanna tilvist íss rétt undir yfirborðinu
Meta lífvænleika jarðvegsins
Rannsaka veðurfar á norðlægum slóðum Mars
Eitt meginverkefni Fönix var að staðfesta tilvist íss undir
yfirborðinu. Það að finna vatn/ís hefur mikilvægar
afleiðingar í för með sér. Vatn er undirstaða lífs eins og
við þekkjum það. Það að vita á hvaða formi vatnið er (eða
var) og efnafræði þess gefur okkur möguleika á að meta
lífvænleika lendingarstaðarins. Aðgengi að vatni eða ís er ein
meginforsenda þess að senda geimfara til Mars.
Vatnsís undir þunnu jarðvegslagi
Það reyndist auðveldara en búist var við að finna ís í
jarðveginum. Eitt það fyrsta sem menn gerðu var að líta undir
geimfarið og kanna hvort það sæti stöðugt á yfirborðinu.
Í ljós kom að bremsueldflaugarnar höfðu feykt burt 5-10
sentímetra þykku jarðvegslagi og geimfarið stóð á íshellu
(mynd 3).
Um borð í Fönix var skófla sem átti að grafa ofan í
yfirborðið í leit að ís. Í fyrsta uppgreftrinum kom geimfarið
niður á ís (mynd 4) sem sýndi breytingar sem bentu ótvírætt
til þess að um ís væri að ræða. Kom á óvart hversu hreinn
hann reyndist vera og eru vangaveltur um að ísinn hafi áður
fyrr verið á fljótandi formi. Því miður var Fönix ekki útbúinn
FÖNIX Á YFIRBORÐI MARS
Fönix geimfarið lenti norðan heimskautsbaugs Mars þann 25. maí 2008
eftir tíu mánaða ferðalag. Lendingarstaðurinn var valinn eftir að geimför á
sporbraut um Mars höfðu greint merki um vetni undir yfirborðinu sem benti
til þess að vatnsís í miklu magni væri þar að finna. Fönix átti að sannreyna
þessa athugun.
Um leið og Fönix opnaði augun við komuna til Mars sáust greinileg merki þess að ís væri að finna undir yfirborðinu. Á myndunum sáust svonefndir frosttiglar, en
þeir myndast þegar ísinn undir þiðnar og frýs til skiptis og skilur eftir sig augljóst tiglamynstur. Þessir tiglar finnast víða á jörðinni, meðal annars á Íslandi. Efst á
geimfarinu sést vindmælirinn sem höfundur þessarar greinar bar ábyrgð á. Hann er í um 2 metra hæð yfir yfirborðinu og er raunar hæsti manngerði hluturinn á
56 Mars. T(Mynd: NASA/JPL/Caltech/Arizonaháskóli)

Mynd 3. Á áttunda degi leiðangursins (2. júní 2008) notaði Fönix
fjarstýrða arminn sinn til þess að gægjast undir geimfarið. Í ljós
kom að bremsuflaugar geimfarsins, sem sjást efst á myndinni,
höfðu feykt burt þunnu jarðvegslagi við lendingu. Ljósu skellurnar
reyndust úr vatnsís. Fönix stóð þar af leiðandi á íshellu!
Mynd 4. Fyrstu tuttugu leiðangursdagana beindi Fönix kröftum
sínum að svæði sem kallaðist Dodo-Goldilocks og sést á neðri
myndinni sem tekin var á nítjánda leiðangursdegi (14. júní 2008).
Grafið var við jaðar eins frosttiglanna sem sáust um allt yfirborðið.
Sýni frá þessu svæði voru færð yfir í einn TEGA ofninn. Í TEGA var
efnið hitað smám saman þar til efni losnuðu sem gufa. Þannig gátu
vísindamenn áttað sig á því hvaða efni leyndust í jarðveginum.
Ljósmyndirnar sýndu að þetta efni þurrgufaði, þ.e. breyttist úr
föstu formi í loftkennt form án þess að verða fljótandi á milli, sem
staðfesti að þetta var ís en ekki ljós jarðvegur. Þessi ís er vatn: ef þú
næðir honum upp og bræddir hann gætir þú gætt þér á svalandi
vatni frá Mars! Mynd: NASA /JPL / Arizonaháskóli/ Texas A & M.
tækjum til að kanna þetta í smáatriðum.
Erfiðlega gekk að fá íssýni inn í tækin um borð í Fönix
til frekari rannsókna. Í ljós kom að jarðvegurinn hegðar sér
á annan hátt en við eigum að venjast og ljóst að einhver
efnasambönd fengu jarðvegssýni til að loða við teflonhúð
skóflunnar. Meira en mánuður leið þar til sýni náðist sem
sannfærði menn um, að um væri að ræða nokkuð hreinan
vatnsís.
En lífið þarfnast meira en vatns. Jarðvegurinn verður að
innihalda þau efnasambönd sem eru lífi, eins og við þekkjum
það, nauðsynleg. Þótt Fönix ætti ekki að leita að lífi átti
57

Myndaröð sem sýnir
Telltale vind-mælinn
blakta í heimskautavindinum
á Mars.
Spegillinn undir,
sem endurvarpar
80% sólarljóssins,
sýnir nákvæma
stöðu mælisins. Birta
spegilsins segir einnig til
um aðstæður í lofthjúpi
Mars, þ.e. hvort hann
sé rykugur eða heiður.
Vindmælirinn tók þátt í
að mæla “vatn” á Mars.
Á 80 degi leiðangursins,
sást merkilegt glitur á
speglinum, sem mátti
túlka sem frostmyndun.
Þetta var eini staðurinn
á geimfarinu þar sem
frostmyndun sást.
Frost myndast þegar
rakastigið fer upp fyrir
100%, og gefur því
mynd af því hvenær
þetta gerist.
geimfarið að skoða efnafræði jarðvegsins og kanna hvað
vantaði upp á lífvænleika hans eða, með öðrum orðum, hvað
vantaði til að rækta plöntur í jarðveginum. Efnafræðitilraunir
sýndu að í jarðveginum væru allar þær jónir í uppleysanlegu
formi sem lífið þarfnast. Ennfremur fannst efnasambandið
perklórat (Cl 4-
). Þótt þetta efnasamband sé notað til
dauðhreinsunar á jörðinni, fyrirfinnast bakteríur sem geta
nýtt það sem orkugjafa. Því skal ekki gleyma að ef bakteríur
finnast á Mars þætti þeim líklega lofthjúpurinn okkar, með
21% súrefni, baneitraður. Lífið notfærir sér aðstæður á
hverjum stað og perklórat er því líklega kostur frekar en
galli.
Veðurmælingar með hjálp leysigeisla
Um borð í Fönix voru margvísleg tæki til mælinga á veðurfari
á lendingarstaðnum. Fjölmargt gerði veðurmælingar á Fönix
sérstakar. Í fyrsta skipti lenti geimfar nærri pólsvæðinu þar sem
búast mátti við að sjá víxlverkun lofthjúpsins við norðurpólinn.
Þótt líkön af veðurfari á Mars virki vel við miðbaug, gefa
mismunandi líkön, sem vega áhrif utanaðkomandi afla á
mismunandi hátt (efnafræði lofthjúpsins, áhrif ryks o.s.frv.),
mjög ólíka mynd af veðurfari nærri norðurpólnum og
hugsanlegt að mælingar gefi hugmyndir um hvaða breytur
skipti þar mestu máli. Í fyrsta sinn er veðurtungl á braut um
reikistjörnuna (Mars Reconnaissance Orbiter) sem þýddi að
setja mátti vandaðar veðurmælingar á einum stað í stærra
samhengi. Fönix innihélt ennfremur svokallaðan LIDAR,
leysigeisla sem skoðað gat samsetningu lofthjúpsins ofan
geimfarsins. Í LIDAR var leysigeisla varpað beint upp og
endurkastið kannað. Þannig mátti fá upplýsingar um ský,
hæð þeirra og samsetningu.
Vindmælirinn
Höfundur þessarar greinar kom að Fönix geimfarinu með
gerð vindmælisins um borð. Vorið 2005 var enginn vindmælir
á geimfarinu ráðgerður, aðallega vegna þyngdar slíks mælis
en mælingar á vindhraða í hinum lága loftþrýstingi á Mars
(sjá töflu) krefst flókins tækjabúnaðar. Carlos Lange frá
Edmontonháskóla í Kanada lagði fram þá tillögu að bætt yrði
á geimfarið nokkurs konar vindhana. Með því að ljósmynda
vindhanann fengjust upplýsingar um vindhraða og vindstefnu.
Til þess að hanna og kvarða slíkan mæli þarf aðgang að
vindgöngum sem geta unnið við þann lága þrýsting sem er
á Mars. Við Árósarháskóla hafa verið byggð slík vindgöng
og var þessi hugmynd sett fram við okkur. Undirritaður varð
verkefnisstjóri þessa verkefnis.
Eitt helsta vandamálið sem þurfti að yfirstíga var að
tryggja að vindmælirinn lifði geimskotið af. Á leiðinni í
gegnum lofthjúp jarðar verður geimfarið fyrir miklum titringi
og prófa þarf alla hluti áður en þeim er skotið á loft. Prófanir
á fyrstu eintökunum sem smíðuð voru mistókust og þurfti að
þróa tækið enn frekar. Í lok 2006 tókst það og eftir kvörðun
var vindmælirinn sendur til NASA. Á tveimur árum breyttist
loðin hugmynd í vísindatæki á leið til Mars sem er líklega
einsdæmi.
Vindmælirinn gegndi sínu hlutverki með miklum sóma.
Meira en 6000 vindmælingar voru framkvæmdar með
honum og þegar þetta er skrifað í febrúar 2009 er enn unnið
úr gögnum frá vindmælinum. Ljóst er að sú vinna mun taka
allnokkurn tíma í viðbót.
Meðal þess óvæntasta sem kom fram er að vindurinn
er afar einsleitur frá degi til dags. Almennt séð eru vindar
vestlægir en um miðjan dag breytist vindurinn til suðlægra,
Hægri: Mynd af Telltale
vindmælinum á jörðinni
fyrir geimskot. Gulleiti
sívalningurinn er úr
þunnu plastefni og
hangir í þráðum úr
Kevlar (sama efni og er
notað í skotheld vesti)
blaktir í vindinum.
Undir er spegill til að
sjá nákvæma stöðu
vindmælisins. Vinstri:
Mynd af vindmælinum
eftir 50 daga á Mars.
Í heildina vó
vindmælirinn aðeins 20
grömm. Mælirinn er sjö
sentímetrar á stærð,
álíka stór og geisladiskur!
58

síðan austlægra og að lokum norðlægra vindátta, en aftur
til vestlægrar vindáttar um eftirmiðdaginn. Svokallaðir
hallavindar eru líklegar ástæður þessa, þar sem loft streymir
upp halla á meðan sólin er hæst á lofti. Það áhugaverða
við þetta er að öll líkön af lofthjúpnum ná að segja til um
þetta og þessar upplýsingar má líklega nýta til að segja til um
hvað það er sem hefur áhrif á vindafar á lendingarstaðnum.
Þótt rykstormar hafi sést fara yfir lendingarstaðinn, höfðu
þeir lítil áhrif á vinda við yfirborðið. Það bendir til þess að
háloftakerfið í um 5-6 km hæð hafi lítil áhrif á veðrið við
yfirborðið.
Horft til framtíðar
Fönix starfaði stutt á Mars en vísindaniðurstöðurnar frá
honum munu halda mönnum við efnið í langan tíma. Í
fyrsta sinn höfum við staðfest vatn í formi íss sem nýst gæti
geimförum framtíðarinnar. Einnig þekkjum við efnafræði
jarðvegsins. Bæði þessi atriði eiga eftir að hjálpa okkur að
skilja hvernig reikistjarnan hefur þróast í gegnum tíðina.
Þegar leitað verður að lífi á Mars er harla líklegt að staður
líkur þeim sem Fönix lenti á verði fyrir valinu. Fönix fann
þau byggingarefni sem lífið krefst og ís sem gæti hafa verið
fljótandi í árdaga.
Í október árið 2009 verður rússneska geimfarinu Phobos-
Grunt skotið á loft. Geimfar þetta mun lenda á Fóbos,
fylgitungli Mars, taka þaðan sýni og snúa aftur til jarðar.
Fóbos hefur fengið sinn skerf af loftsteinum sem komið hafa
frá Mars og getur þetta því verið einfaldasta leiðin til að sækja
sýni frá Mars, þar sem ekki þarf að berjast við þyngdartog
reikistjörnunnar á leiðinni til baka.
Árið 2011 hyggst NASA senda Mars Science Laboratory
(MSL) til Rauðu reikistjörnunnar. MSL er jeppi, talsvert
stærri en Spirit og Opportunity og á meðal annars að mæla
samsætuhlutfall metangass sem fundist hefur á Mars. Metan
getur bæði myndast við lífræn og ólífræn ferli en hefur
mismunandi samsætur í þessum tveimur tilvikum. MSL mun
líklega geta skorið úr um þetta.
MAVEN er næsta Scout geimfar NASA og verður skotið á
loft árið 2013. Farið á að komast á sporbraut um reikistjörnuna
og meðal annars mæla hvernig Mars viðheldur lofthjúpi
sínum. Mars hefur ekkert segulsvið sem ver lofthjúpinn fyrir
sólvindinum sem feykir honum burt.
ExoMars verður fyrsti jeppinn sem evrópska geimstofnunin
ESA sendir til Mars. Ráðgert er að jeppinn verði sendur á loft
árið 2016 en enn er unnið að vali á vísindatækjum um borð.
Efri: Greinarhöfundur (hægri) á góðri stund með Peter Smith
leiðangursstjóra í stjórnstöðinni í Arizona. Í bakgrunni má sjá líkan
af geimfarinu sem notað var til að prófa skipanir áður en þær voru
sendar til Fönix á Mars.
Neðri: Miðnætursólin sest á Mars.
Haraldur Páll Gunnlaugsson er eðlisfræðingur við Eðlis- og
stjarnfræðistofnun Árósarháskóla í Danmörku. Hann fór
fyrir rannsóknarhópnum sem sá um vindmælingar á Mars.
Þú getur hlustað á viðtal við Harald í Vísindaþættinum á
Stjörnufræðivefnum, stjornuskodun.is.
59

,,Við verklok árið 2014 verður ALMA stærsta og
hæsta stjörnuathugunarstöð sem reist hefur
verið.“
Þegar þú hlustar á uppáhalds tónlistina þína greina eyrun mjög vítt tíðnisvið frá dýpstu bassatónum
upp í hæstu tónhæð. Ímyndaðu þér nú að eyru þín næmu einungis tóna á mjög afmörkuðu
tíðnisviði. Þú myndir missa af stærstum hluta af bestu tónlistinni! Þetta eru hins vegar aðstæðurnar
sem stjörnufræðingar þurfa að glíma við. Augu okkar eru einungis næm fyrir mjög þröngu tíðnisviði
ljósgeisla sem er sýnilegt ljós. En við erum algerlega blind á alla aðra rafsegulgeislun. Samt eru mörg
fyrirbæri í alheiminum sem senda frá sér geislun á öðrum sviðum rafsegulrófsins.
Á fjórða áratug tuttugustu aldar uppgötvaðist fyrir slysni að útvarpsbylgjur berast utan úr himingeimnum.
Hluti útvarpsbylgnanna hefur sömu tíðini og uppáhalds útvarpsstöðin þín, en þær eru
daufari og að sjálfsögðu er þar ekkert að heyra. Til þess að geta stillt sig inn á útvarpsbylgjur utan úr
geimnum þarftu einhvers konar móttakara: Útvarpssjónauka.
Fyrir flestar bylgjulengdir er útvarpssjónaukinn disklaga, svipað og spegillinn í venjulegum spegilsjónauka.
En vegna þess að útvarpsbylgjur eru miklu lengri en bylgjur sýnilegs ljóss þarf yfirborð
disksins ekki að vera jafnslétt og yfirborð spegils. Þetta er ástæðan fyrir því að það er miklu auðveldara
að smíða stóran útvarpssjónauka en stóran sjónauka fyrir venjulegt ljós.
Sérhver hluti rafsegulrófsins hefur sína sögu að segja. Bylgjur með öldulengd upp á millimetra
eða styttri eru notaðar til þess að skoða myndun vetrarbrauta skömmu eftir upphaf alheimsins og
uppruna stjarna og reikistjarna í Vetrarbrautinni okkar. Mest af þessari geislun stöðvast hins vegar
vegna vatnsgufu í andrúmsloftinu. Til þess að kanna geislunina þarf að fara hátt upp í þurrt loftslag. Til
dæmis til Llano de Chajnantor. Í fimm kílómetra hæð yfir sjávarmáli er þessi yfirnáttúrulega háslétta
í norðurhluta Chile byggingarsvæði fyrir ALMA: Atacama Large Millimeter Array. Þegar byggingu
ALMA lýkur árið 2014 verður hún stærsta stjörnustöð sem byggð hefur verið. 64 útvarpssjónaukar,
sem hver um sig vegur 100 tonn, munu virka sem einn. Risaflutningabílar munu dreifa þeim um
svæði á stærð við London til þess að auka við smáatriði í myndinni eða færa þá saman til þess að ná
víðara sjónsviði. Sérhver færsla verður framkvæmd með nákvæmni upp á millimetra.
Útvarpssjónaukar gera okkur kleift að sjá hið ósýnilega. Með ótrúlega fjölbreyttum tækjakosti hafa
stjörnufræðingar opnað heim rafsegulrófsins og komist jafnvel enn lengra.
Sumar athuganir er þó einfaldlega ekki hægt að framkvæma á jörðu niðri. Hvert er svarið við því?
Geimsjónaukar.
Stjörnufræði á hjara veraldar
Þessa dagana er verið að reisa ALMA (Atacama Large Millimeter Array) útvarpssjónaukaröðina í
norðurhluta Chile. Smíði þessarar stærstu stjörnuathugunarstöðvar heims er gríðarleg áskorun því hún
er í fimm kílómetra hæð þar sem helmingi minna súrefni er til staðar en við sjávarmál. Til þess að koma
í veg fyrir sífelldan höfuðverk og ógleði munu starfsmenn ALMA starfa á þrýstijöfnuðu skrifstofusvæði,
en ALMA röðinni verður fjarstýrt úr aðeins 3000 metra hæð, rétt fyrir ofan smábæinn San Pedro de
Atacama.
60

ALMA ÚTVARPSSJÓNAUKARÖÐIN Í CHILE
Á Llano de Chajnantor í Atacamaeyðimörkinni í Chile er verið að reisa risaröð útvarpssjónauka. Sjónaukarnir eru á þurrasta stað
veraldar í fimm kílómetra hæð yfir sjávarmáli. Svo hátt uppi er nánast ekkert sem truflað getur rannsóknir stjörnufræðinga. Reistir
verða 64 hundrað tonna útvarpssjónaukar. Hægt verður að færa þá á milli með risaflutningabílum en staðsetningin verður að vera
nákvæm upp á millímetra svo bestu mögulegu niðurstöður fáist. Sjónaukunum verður dreift yfir svæði á stærð við Lundúni þegar
mest er. Við verklok árið 2014 verður Alma stærsta og hæsta stjörnuathugunarstöð sem reist hefur verið.
61

Giljadrög á Íslandi
og Mars
eftir Þorstein Þorsteinsson
Jöklafræðingur
Veðurstofu Íslands
62

VATNSSORFIN GILJADRÖG skerast ofan í ryðrautt
yfirborð Mars. Þessa mynd tók HiRISE myndavélin um
borð í Mars Reconnaissance Orbiter geimfarinu.
Þú getur fræðst meira um Mars á
Stjörnufræðivefnum.
www.stjornuskodun.is/mars
1. mynd. Láglent er og sléttlent á norðurhluta Mars (blálitað svæði),
en eldra yfirborð sunnan til á hnettinum. Þrjú mikil eldfjöll eru á
Þarsis-hálendinu og norðvestan þess er Ólympusfjall, hæsta fjall
sólhverfisins. Marinergljúfrin eru austan Þarsis og norðaustur af því
er Chrysesléttan.
Chrysesléttan
Ólympusfjall
Þarsissvæðið
Marinergljúfrin
Löngum hafa menn litið til næsta nágranna okkar í sólhverfinu,
hnattarins Mars, þegar spurninguna um líf utan Jarðar ber á
góma. Allt frá tímum Galileis hafa menn beint þangað sífellt
stækkandi sjónaukum og fram yfir miðja 20. öld voru teiknuð
sífellt nákvæmari kort af yfirborði hnattarins eftir athugunum
á jörðu niðri. Eftir 1960 tóku við ljósmyndir og mælingar úr
könnunarförum á braut um hnöttinn og er það kunnara en frá
þurfi að segja, að leitin að ummerkjum vatns á Mars hefur verið
mjög áberandi í þeim leiðöngrum. Þeir Huygens og Cassini tóku
eftir hvítum svæðum á Mars á 17. öld og ályktuðu að þar væru
ísbreiður. William Herschel sýndi á 18. öld fram á að Mars hefði
lofthjúp og færði fram aukin rök fyrir því að snjó- og ísbreiður
lægju yfir heimskautasvæðum hnattarins. Það var hins vegar
ekki fyrr en myndir bárust frá könnunarfarinu Mariner 9 árin
1971-1972 og síðan frá Viking I og II 1976-80 að greinileg
ummerki sáust um að mikil vatnsflóð hefðu átt sér stað á Mars
snemma í sögu hnattarins. Frá ferðum Víkinganna tveggja liðu
20 ár til næsta Marsleiðangurs og gafst mönnum því góður
tími til að rannsaka ummerki og orsakir þessara flóða til að
gera sér sem besta grein fyrir sögu vatnsins í lofthjúpi, jöklum
og hugsanlega höfum á Mars. Um þau mál hafa fræðimenn
ekki verið á eitt sáttir og stundum hefur þeim orðið á að hafna
hugmyndum þeirra, sem lengra sáu en aðrir meðan rannsóknir
þessar voru skammt á veg komnar. Í fróðlegri bók sinni, Mars:
A Warmer Wetter Planet, segir Jeffrey Kargel frá einum slíkum
brautryðjanda; Henry Faul við Pennsylvaníuháskóla, sem lést
árið 1981. Þegar árið 1972 ritaði hann grein um athuganir sínar
á myndum af fjallinu mikla, Ólympusfjalli, og komst að þeirri
niðurstöðu að hinar bröttu hlíðar fjallsins bentu til að það væri
hraundyngja ofan á stapafjalli, sem hugsanlega hefði myndast
við eldgos undir jökli. Ennfremur taldi hann sig sjá ummerki
þess að hinn bratti jaðar, sem er 5-7 km hár, hefði veðrast
af ágangi sjávar og lauk svo greininni með því að benda á að
þarna gæti verið ákjósanlegur staður til leita að steingervingum
í sjávarseti og kanna þannig ummerki mögulegs fornlífs á
Mars. Skemmst er frá því að segja að greinin, The Cliff of Nix
Olympica, fékkst hvergi birt, en nú á dögum ræða fræðimenn
allar þessar hugmyndir fullum fetum. Einnig má nefna Richard
S. Williams við bandarísku jarðfræðistofnunina (USGS), sem
er íslenskum jarðvísindamönnum að góðu kunnur. Hann fékk
nokkuð svipaða útreið á árunum eftir 1970, er hann leiddi að
því rök að jöklar hefðu mótað yfirborð eldfjallanna miklu á
Þarsis, en sú kenning hefur síðar verið ágætlega staðfest með
nýrri gögnum.
63

2. mynd. Ólympusfjall (Olympus
Mons). Hæsta fjall í sólhverfinu,
nær 27 km yfir umhverfið. Bröttu
hlíðarnar gætu verið myndaðar á
sama hátt og hlíðar stapafjalla á
Íslandi.
Vatnsflóð á Mars í fyrndinni
Fræðimenn greina á milli tvenns konar ummerkja um
vatnsrennsli á Mars í fyrndinni.
Annars vegar eru flóðfarvegir (e: flood channels), sem
flestir eiga upptök norðan og austan við Marinergljúfrin
miklu (og jafnvel innan gljúfranna) og ná niður á láglendið
Chryse Planitia (1. mynd). Margir þessara farvega eiga
upptök á svæðum, sem bera merki mikillar röskunar (e:
chaotic terrain, 3. mynd). Yfirborðið virðist þar hafa hrunið
snögglega í hamförum, sem ekki hafa verið skýrðar til hlítar.
Mögulegt er að vatn hafi náð að safnast fyrir í lægðum í
Marinergljúfrunum austanverðum og síðan streymt þaðan
í miklum flóðum. Annar möguleiki er að mikill þrýstingur
hafi byggst upp í grunnvatni alldjúpt undir sífrera í jarðvegi
og vatnið síðan gosið upp úr freranum við skorpuhreyfingar
eða árekstur loftsteins. Þetta hafi hleypt af stað gífurlegu
flóði, sem rauf jarðveg og berg af svo miklum krafti að
yfirborðsþekjan hrundi. Eftir standa því aðeins óregluleg
hrúgöld í 1-2 km djúpri lægð, sem markar upphaf farvegarins.
3. mynd. Raskað yfirborð (chaotic terrain). Svæðið markar yfirborð
mikils vatnsflóðs sem streymt hefur til norðurs.
Vert er að geta þess að hamfarir af þessu tagi virðast hafa átt
sér stað í mestallri sögu Mars, en ekki aðeins á hlýju og röku
tímabili snemma í sögu hnattarins.
Hins vegar eru rofdalir (e: valley networks), sem á marga
lund minna á ummerki árrofs á Jörðinni (4. mynd). Dalir þessir
eru smærri en flóðfarvegirnir og greinast í marga smærri
þverdali þegar ofar dregur. Þeir líkjast ekki ummerkjum
um mikil flóð og virðast í fljótu bragði benda til stöðugrar
vatnsveðrunar um alllangt skeið. En séu þeir myndaðir við
afrennsli regnvatns, hlýtur að hafa verið mun hlýrra á Mars
og lofthjúpur þykkari, er dalirnir mynduðust, því nú á dögum
er of kalt (og þrýstingur of lágur) til að vatn geti verið þar í
vökvaham á yfirborði. Sumir fræðimenn halda því þó fram,
að dalirnir hafi getað myndast við vatnsrennsli undir ísþekju
og hafna þar með hugmyndum um hlýtt og rakt andrúmsloft
á Mars í fyrndinni.
Út frá áðurnefndum ummerkjum um flóð og vatnsveðrun
hefur verið áætlað að vatnsmagn í andrúmslofti, á yfirborði
og í jöklum Mars í fyrndinni hafi verið nóg til að þekja hnöttinn
allan 500 m djúpu vatni (sambærileg tala fyrir Jörðina er
3000 m). En ekki sjást um þessar mundir mikil merki alls
þessa vatns á yfirborði hnattarins því hann er þurr og kaldur,
mjög lítið er af vatnsgufu í þunnum lofthjúpnum og ísinn í
heimskautajöklunum nemur aðeins broti af áðurnefndu
vatnsmagni. Talsvert af H 2
O sameindum hefur tapast úr
lofthjúpnum út í geim á löngum tíma en ekki skiptir það
heldur sköpum. Hvað varð þá um vatnið á Mars? Líklegast er
að mestur hlutinn hafi á mjög löngum tíma (3 milljörðum ára)
síast í jarðveg hnattarins og sé þar enn bundinn sem sífreri
eða sem grunnvatn á miklu dýpi. Og nú hafa menn einmitt á
liðnum áratug séð líkleg merki um að þetta vatn, sem leynist
undir yfirborðinu, sé að brjótast fram í fjallahlíðum og innan
loftsteinagíga hér og hvar á hnettinum.
Giljadrögin uppgötvuð
Könnunarfarið Mars Global Surveyor fór á braut um hnöttinn
árið 1997 og var meðal annars búið fullkominni myndavél
sem sendi yfir 200.000 ljósmyndir til Jarðar þar til samband
rofnaði við geimfarið árið 2006. Með myndavélinni mátti
greina mun smærri þætti landslags en sést höfðu á eldri
64

4. mynd (t.v.). Rofdalur
á Mars sem greinist í
smærri dali þegar ofar
dregur.
5. mynd (t.h.). Gorgonum
Chaos á Mars (38°S,
170°W). Giljadrögin í
skriðunni virðast öll eiga
upptök undir sama lagi í
klettabeltinu, um 100 m
neðan yfirborðs.
myndum og tóku menn strax til við að rýna í fjöll og dali
og leita að frekari ummerkjum vatnsrennslis. Í grein, sem
birtist í tímaritinu Science árið 2000, sýndu Michael Malin
og Ken Edgett fram á að víða á Mars eru merki þess að vatn
hafi streymt fram undan klettabeltum og gígbörmum (sjá
5. mynd). Að lokinni grandskoðun á fjölda mynda settu þeir
félagar fram þá tilgátu til skýringar á giljadrögunum, sem
skýrð er á 6. mynd.
Vatn í safnast fyrir í gegndræpu lagi (e: aquifer) alldjúpt
undir yfirborðinu, hugsanlega vegna jarðhita. Einnig
er mögulegt að sölt hafi blandast vatninu og haldi því í
vökvaham, jafnvel þótt hiti í berginu sé langt undir 0°C.
Þar sem vatnsósa lagið kemst í snertingu við enn kaldara
andrúmsloft í hlíðum fjalla og gíga frýs vatnið hins vegar
snögglega og myndar klakastíflu í klettabeltinu. Þá byggist
Líkan af myndun
giljadraga á Mars
Klakastífla
Uppgufunarstrókar
Hálf-gegndræpt
vatnslag
Rof
Eðja
6. mynd. Klakastífla í klettabelti rofnar reglulega og smágil myndast
þegar vatnsósa eðja streymir niður skriðuna.
upp þrýstingur að baki stíflunnar sem að lokum rýfur hana
og vatnið gusast út í skriðuna. Þar blandast það bergmylsnu
og smágrjóti og myndar eðju, sem rennur niður skriðuna og
myndar lítinn farveg. Klakastíflan myndast svo á ný og næsta
gusa niður í hlíðina kemur áratugum eða öldum síðar, þegar
þrýstingur hefur enn á ný náð að byggjast upp. Malin og
Edgett áætluðu að þúsundir rúmmetra af vatni streymdu út
í hvert sinn, sem stífla af þessu tagi brysti og leiddu að því
líkur að yngstu myndanirnar væru jafnvel aðeins nokkurra
áratuga gamlar.
Aðrar kenningar hafa einnig verið settar fram um myndun
smágiljanna. Sumir telja að þau myndist frekar af völdum CO 2
en vatns, aðrir telja að um skriðuföll sé að ræða án íblöndunar
vökva af neinu tagi og enn aðrir telja að gilin séu mynduð á
nokkuð löngum tíma (þúsundum ára) við hægfara bráðnun
snævar sem féll víða um hnöttinn á alllöngu kuldatímabili.
Samanburður við giljadrög á Íslandi
Enn verður nokkur bið á því að menn geti sinnt útivinnu á
yfirborði Mars og hafa því margir jarðvísindamenn reynt að
glöggva sig betur á myndun giljadraganna með því að virða
fyrir sér svipuð fyrirbæri á Jörðu. Einkum hefur þar verið lögð
áhersla á að kanna giljadrög á heimskautasvæðunum, s.s. á
Grænlandi, Svalbarða og í Þurrdölum Suðurskautslandsins
(Dry Valleys), enda er ársmeðalhiti á Mars svipaður og
á köldustu stöðum Jarðar (-58°C). Á Íslandi er veðurfar
milt og úrkoma veruleg, en þó eru hér á landi smágil í
fjallahlíðum, sem svipar mjög mikið til Mars-giljanna.
Basalt er hér aðalbergtegund líkt og á Mars og ennfremur
eru hér móbergsmyndanir, sem að öllum líkindum eiga
sér einnig hliðstæður á hnettinum. Hér verður í örstuttu
máli greint frá niðurstöðum nokkurra athugana, sem fram
hafa farið á suðvesturhorni landsins á undanförnum árum.
Hnattfræðingurinn kunni, William K. Hartmann við Planetary
Science Institute í Tucson, vann að fyrstu könnun ásamt
greinarhöfundi og Freysteini Sigurðssyni jarðfræðingi, sem
65

7. mynd. T.v. Giljadrög
í Nirgal Vallis á Mars.
T.h. Svipuð fyrirbæri
í Reynivallahálsi í
Kjós, sem er hluti af
blágrýtismynduninni
frá síðari hluta
Tertíertíma.
nú er nýlátinn. Benjamin Black, nú doktorsnemi við MIT í
Boston, hlaut Fulbright styrk til dvalar hérlendis 2007-8 og
hélt þá könnun þessari áfram í samstarfi við greinarhöfund.
Samanburður á útliti. Á 7. mynd (t.v.) er sýnt dæmi um
giljadrög á Mars, þeirrar tegundar sem Malin og Edgett lýstu
þegar árið 2000. Upptökin eru í geilum í klettabeltinu og oft
virðist sem vatn hafi streymt út neðan tiltekins berglags.
Smágilið sjálft er svo í nokkur hundruð metra hárri skriðu
og neðst ber oft á litlum aurkeilum, sem til eru orðnar
þegar eðjan dreifði úr sér. Til samanburðar (7. mynd, t.h.)
er sýnd flugmynd af suðurhlíðum Reynivallaháls í Kjós.
Smágilin í skriðunni eru svipuð og á Marsmyndinni og eiga
sum upptök við neðri jaðar klettabeltisins. En að vísu sést
líka að einn áberandi farvegur í skriðunni í Reynivallahálsi er
beint framhald af gildragi, sem á upptök sín ofantil á fjallinu
og skerst niður í gegnum klettana. Í þessu tilviki er það því
greinilega afrennsli yfirborðsvatns sem myndar smágilið,
annaðhvort regnvatn í stórrigningum eða leysingarvatn sem
rennur úr snjósköflum í asahláku að vori. Rofmáttur vatnsins
sjálfs er reyndar lítill og smágilin munu jafnan mynduð
þegar vatnsósa eðja tekur á rás og grefur sér farveg niður
eftir skriðunni. Hérlendis mun berg vera það þétt að ekki eru
líkur til að umtalsvert vatnsmagn geti safnast fyrir í berg- eða
setlögum og eru því ekki líkur á að áðurgreind skýring Malins
og Edgetts geti átt við á Íslandi.
Skriður á seinni stigum veðrunar. 8. mynd (t.v.) sýnir
tilvik á Mars, þar sem svo mikill hluti efnis í skriðunni hefur
veðrast burt, að skriðan er tekin að mynda nokkrar samhliða
tungur. 8. mynd (t.h.) sýnir svipað tilvik hérlendis, í Mjóafelli
við Kaldadalsleið, skammt ofan Þingvalla.
Nýlegar breytingar á giljadrögum. Eftir að Malin og
Edgett höfðu kynnt uppgötvun sína árið 2000 voru myndir
teknar með reglulegu millibili af þúsundum smágilja á Mars.
Niðurstöður 6 ára athugana voru birtar árið 2006 og höfðu
menn þá komið auga á greinilegar breytingar á tveimur
stöðum (sjá annað dæmið á 9. mynd). Á myndinni frá 2005
sést ljósleit spýja sem ekki er sjáanleg á fyrri myndinni frá
1999 og telja höfundar líklegast að þarna hafi runnið fram
vatnsósa eðja, sem vitanlega frýs strax og flóðið stöðvast.
Ljósa litinn telja þeir stafa annað hvort af hrími, sem viðhaldið
er af uppgufun íss innan eðjubingsins, eða af útfellingum.
Aðrir benda þó á þann möguleika að ljósi liturinn geti stafað
af þurru skriðuhlaupi úr hlíðinni.
Árið 2008 kannaði Benjamin Black allmargar loftmyndir
8. mynd. T.v.: Veðraðar
skriður með “tungum”
á Mars (41°S, 163°W).
MGS mynd M15-01616.
T.h.: Svipuð fyrirbæri í
Mjóafelli við Kaldadalsleið.
66

Landmælinga Íslands af Esju og fleiri fjöllum, teknar á mismunandi
tímum frá 1945. Á 10. mynd eru sýndar myndir
af vesturhlíðum Esju, sem blasa við ferðalöngum á leið um
Vesturlandsveg. Loftmyndirnar eru teknar 1968, 1977 og
2000 og má greina talsverðar breytingar á þessum árum;
sérstaklega eru áberandi nýjar myndanir sem sjást árið 2000
en ekki á hinum eldri myndum. Þetta mun raunar fáum koma
á óvart, sem þekkja aðstæður hérlendis, því skriðuföll eru
algeng á Íslandi í stórrigningum og vorleysingum.
Niðurstöður þessara athugana eru þær helstar, að umtalsverð
líkindi eru með veðrun í skriðum og útliti giljadraga á
Mars og Íslandi, þrátt fyrir mjög ólíkt loftslag. Ef það er í raun
vatn, sem myndar giljadrögin á Mars, þarf ekki að vekja furðu
þótt ásýndin sé svipuð og hérlendis, því í báðum tilvikum er
þá um að ræða vatnsósa eðju sem streymir niður ámóta háar
og brattar skriður í tiltölulega skammvinnum flóðum. Skiptir
þá ekki öllu máli að vatnið virðist ættað úr berginu á Mars,
en renna af yfirborði á Íslandi. Athugun á loftmyndum af Esju
sýnir nýlegar breytingar og styður þann möguleika að yngstu
giljadrögin á Mars geti verið aðeins nokkurra ára eða áratuga
gömul.
9. mynd. Samanburður mynda af Centauri Montes á Mars (38.7°S, 263.3°V), sem teknar
eru með nokkurra ára millibili.
10. mynd. Efst:
Vesturhlíðar Esju. Í
miðið: Loftmyndir
frá mismunandi
tímum af svæðinu
innan stærri
rammans á efstu
mynd. Neðst:
Loftmyndir frá
mismunandi tímum
af svæðinu innan
minni rammans
á efstu mynd.
Lengst t.h. í miðröð
og neðstu röð:
Ljósmyndir af sömu
stöðum teknar á
jörðu niðri veturinn
2008.
1968 1977 2000 2008
67

HUBBLESSJÓNAUKINN Á SVEIMI UM JÖRÐINA
Í desember 1999 fóru geimfarar í þjónustuferð til Hubblessjónaukans. Í þessari ferð var nýjum snúðum (litlar eldflaugar sem
stjórna stefnu og legu sjónaukans) komið fyrir í sjónaukanum, en auk þess var skipt um tölvu og nokkra aðra hluti. Á þessari
glæsilegu mynd sést sjónaukinn eftir að þjónustuferðinni var lokið.
68

,,Hubblessjónaukinn hefur bylt nánast öllum
sviðum stjarnvísinda.“
Hubble geimsjónaukinn er langþekktasti sjónauki sögunnar. Og skal engan undra. Hubblessjónaukinn
hefur gerbreytt mörgum sviðum stjarnvísinda. Raunar er spegill Hubblessjónaukans
heldur lítill á nútímamælikvarða. Hann er aðeins um 2,4 metrar í þvermál. En staðsetning hans er
einfaldlega einstök.
Handan við þokukenndan lofthjúpinn hefur hann óvenju skarpa sýn á heiminn. En auk þess getur
Hubble sjónaukinn séð útfjólublátt og innrautt ljós. Sjónaukar niðri á jörðu geta ekki séð þessa geislun
þar sem andrúmsloftið skyggir á hana. Myndavélar og litrófsmælar, sumir á stærð við símaklefa
rannsaka í þaula og skrásetja ljós frá fjarlægum lendum alheimsins.
Líkt og sjónaukar á jörðu niðri er Hubblessjónaukinn uppfærður af og til. Geimfarar þjónusta hann
með geimgöngum. Laskaðir hlutar eru endurnýjaðir. Og eldri tæki eru leyst af hólmi með nýrri og
nútímalegri tækni. Hubblessjónaukinn er orðinn að aflstöð stjörnuathugana. Og hann hefur gjörbreytt
skilningi okkar á alheiminum.
Með haukfránni sjón, hefur Hubblessjónaukinn fylgst með árstíðaskiptum á Mars, árekstri
halastjörnu við Júpíter, hringum Satúrnusar á rönd og jafnvel yfirborð hins agnarsmáa Plútó. Hann
hefur afhjúpað æviferil stjarna, frá fæðingu þeirra og bernsku í fóstri rykmettaðra gasskýja, allt
til endaloka þeirra, sem fíngerðra þoka, sem þenjast hægt út í geiminn frá deyjandi stjörnum eða
sem ógurlegra sprengistjarna sem skína jafnvel skærar en vetrarbrautir. Djúpt í Sverðþoku Óríons,
sá Hubblessjónaukinn meira að segja fæðingarstað nýrra sólkerfa: rykskífur umhverfis nýkviknaðar
sólstjörnur sem gætu brátt safnast saman í reikistjörnur. Geimsjónaukinn hefur rannsakað þúsundir
sólstjarna í gríðarstórum kúluþyrpingum elstu stjörnueiningum alheimsins.
Og að sjálfsögðu vetrarbrautir. Aldrei áður hafa stjörnufræðingar séð svo mörg smáatriði.
Mikilfenglegir þyrilarmar, rykský, ofsafengnir árekstrar. Með löngum lýsingartíma á auðum svæðum
himinhvelfingarinnar, komu í ljós þúsundir daufra vetrarbrauta milljarða ljósára í burtu. Ljóseindir
sem lögðu af stað þegar heimurinn var enn mjög ungur.
Hubblessjónaukinn er gluggi inn í fjarlæga fortíð, sem varpar nýju ljósi á alheim í sífelldri þróun.
Geimsjónaukar
Ekki er hægt að hugsa sér betri stað fyrir stjörnuathuganir en himingeiminn sjálfan. Hátt yfir lofthjúpi
jarðar er engin ókyrrð sem truflað getur athuganirnar svo ljósmyndir geimsjónauka af fjarlægum
stjörnum og vetrarbrautum eru hnífskarpar. Þar fyrir utan geta geimsjónaukar starfað allan sólarhringinn
og eru ekki bundnir af staðsetningu sinni. Athuganir í geimnum gera okkur kleift að rannsaka allar
tegundir rafsegulgeislunar, sem lofthjúpur jarðar drægi annars í sig. Það skyldi því engan undra að
geimsjónaukar á borð Hubble, Spitzer, Chandra og WMAP hafa bylt sýn okkar á alheiminn.
69

,,Hundruð spegla mynda saman einn risaspegil,
sjónauka á stærð við ólympíusundlaug.“
Við erum komin vel á veg síðan Hans Lipperhey smíðaði fyrsta sjónaukann í Hollandi
fyrir fjórum öldum síðan.
Í Arizona hefur fyrsti spegillinn verið smíðaður fyrir Stóra Magellan sjónaukann. Þetta
gríðarstóra tæki verður reist í Las Campanas stjörnustöðinni í Chile. Hinum sjö speglum
sjónaukans sem hver um sig er vel yfir átta metra í þvermál verður raðað upp eins og
krónublöðum á blómi. Og saman munu þeir safna meira en fjórfalt meira ljósmagni en
nokkur núverandi sjónauki hefur möguleika á.
Þrjátíu metra Kaliforníusjónaukinn, sem ráðgert er að smíða 2015 er líkari tröllvaxinni
útgáfu af Kecksjónaukanum. Hundruð stakra parta mynda gríðarstóran spegil jafnháan
og sex hæða íbúðahús.
Í Evrópu eru teikningar tilbúnar fyrir hinn evrópska Extremely Large Telescope. 42
metra breiður verður spegill hans jafnstór og ólympíusundlaug -tvisvar sinnum stærri
en yfirborð Þrjátíu metra sjónaukans.
Þessi ferlíki framtíðarinnar, gerð til rannsókna á innrauða sviðinu, verða öll útbúin
næmum tækjum og með aðlögunarsjóntækni. Þau munu afhjúpa allra fyrstu kynslóð
vetrarbrauta og stjarna í sögu alheimsins.
70
ÞRJÁTÍU METRA SJÓNAUIKINN
Ráðgert er að hefja smíði á þrjátíu metra sjónauka innan fáeinna ára. Stærstu stjörnusjónaukar heims í dag eru dvergvaxnir við
hlið hans. Enn á eftir að finna þessu ferlíki stað en til greina kemur að reisa hann annað hvort á Mauna Kea á Hawaii eða á Cerro
Armazones í Atacamaeyðimörkinni í Chile.

Stjörnuskoðun
Sævar Helgi Bragason
Reikistjörnur á himni árið 2009
Sjáðu allar reikistjörnur sólkerfisins á alþjóðlegu ári stjörnufræðinnar
Allar reikistjörnur sólkerfisins eru sýnilegar
á stjörnuhimninum yfir Íslandi á ári stjörnufræðinnar.
Venus skartar sínu fegursta, Mars
og Júpíter birtast okkur á ný á meðan Satúrnus
er ekki alveg eins og hann á að sér að vera.
Merkúríus
Þótt Merkúríus sé yfirleitt nokkuð bjartur og
áberandi á kvöld- eða morgunhimninum,
getur verið erfitt að skoða hann vegna þess
hve nálægt sólinni hann er. Merkúríus sést þar
af leiðandi best þegar hann er eins langt frá
sólinni á himninum og unnt er.
Árið 2009 gefast stjörnuáhugafólki
nokkur tækifæri til að virða Merkúríus fyrir
sér. Í apríllok er Merkúríus kvöldstjarna,
skammt sunnan Sjöstirnisins í Nautinu. Á
þessum tíma nær Merkúríus mest 8° hæð á
norðvesturhiminninn þegar dimmir í Reykjavík.
Eigir þú í vandræðum með að staðsetja hann
á kvöldhimninum, skaltu líta til tunglsins (sem
þá er reyndar nýkviknað) kvöldið 26. apríl.
Þetta aprílkvöld er tunglið innan við gráðu frá
Dögun, 10. október 2009 kl. 07:00
Sjöstirninu og Merkúríus þar skammt undan.
Þegar líður á maímánuð hverfur Merkúríus í
birtuna frá sumarsólinni, en boðar endurkomu
sína á morgunhiminninn í septemberlok. Ekki
er þó hagstætt að skoða hann fyrr en snemma
í október þegar falleg uppröðun þriggja reikistjarna
á sér stað í Meyjunni.
Á morgunhimninum í aust-suðvestri þann
10. október raða Merkúríus, Venus og Satúrnus
sér upp í fallega sex gráðu langa röð. Af þessum
reikistjörnum er Venus björtust (birtustig -3,9)
en Merkúríus lægst á lofti í um níu gráðu hæð
yfir sjóndeildarhringnum. Fimm til sex dögum
síðar slæst minnkandi tungl í hópinn. Hvernig
lítur þessi uppröðun út með handsjónauka?
En stjörnusjónauka?
Með hjálp lítilla stjörnusjónauka, að
minnsta kosti 76mm (3 tommur) eða stærri,
og 100 falda stækkun við góðar aðstæður má
greina kvartilaskipti Merkúríusar sem alltaf er
falleg sjón að sjá.
Sérð þú kvartilaskiptin í þínum sjónauka?
Ef þú tekur daginn snemma um miðjan í október getur þú séð fallegt samspil þriggja reikistjarna,
Merkúríusar, Venusar og Satúrnusar á morgunhimninum. Fimm eða sex dögum síðar bætist minnkandi
tungl í þennan fríða hóp. Mynd: Stjörnufræðivefurinn. Kort útbúið í Starry Night Pro Plus (Sjónaukar.is)
Venus
Þegar Venus sést á himninum er hún ætíð
bjartari en björtustu stjörnurnar. Aðeins sólin
og tunglið eru bjartari. Raunar er Venus svo
björt að hægt er að koma auga á hana um
hábjartan dag - ef þú veist hvert á að horfa.
Venus kemst auk þess nokkuð langt frá sólinni
og hátt á himininn ólíkt Merkúríusi.
Segja má að 2009 sé ár Venusar. Í janúar
og febrúar skartar Venus sínu fegursta á
kvöldhimninum í suðri og suðvestri. Venus
kemst lengst frá sól um miðjan janúar og hæst á
loft (við myrkur) mánuði síðar eða 15. febrúar,
þá í 26° hæð yfir sjóndeildarhring í Reykjavík,
samkvæmt upplýsingum úr Almanaki Háskóla
Íslands. Fylgstu vel með samstöðu tunglsins
og Venusar í lok febrúar. Þann 27. febrúar
verður aðeins rúm gráða sem skilur milli
vaxandi tungls og Venusar á kvöldhimninum
(sjá stjornuskodun.is). Í marslok 2009 er Venus
lágt á lofti í vestri við sólsetur í fiskamerkinu.
Eigir þú sjónauka er um að gera að nýta
tækifærið og beina honum að Venusi. Það sem
þú sérð gæti komið þér nokkuð á óvart. Þótt
Venus sé björt og falleg á himninum er innan
við helmingur hennar upplýstur. Prófaðu
að fylgjast með Venusi með reglulegu millibili
uns hún hverfur í glýju sólar. Hvaða breytingar
sérðu eiga sér stað?
Þegar komið er fram í apríl og maí er Venus
morgunstjarna, en erfitt er að skoða hana þar
sem hún er mjög lágt á austurhimni og boðar
komu sumarsólarinnar.
Um sumarið er lítið hægt að stunda stjörnuskoðun
sökum birtu. Samt er ekki loku fyrir
það skotið að þú getir séð Venus á morgnana
á sumarhimninum í júní og júlí. Í júnílok er
Venus orðin greinileg í norðaustri, á mörkum
Nautsins og Tvíburanna. Prófaðu að horfa
beint upp í himinninn skömmu eftir miðnætti.
Sérðu einhverjar aðrar stjörnur?
Frá ágúst og fram í nóvember skín Venus
stjarna skærast á morgnana en fer smám
saman lækkandi. Um miðjan september er
Venus áberandi björt og fögur á morgnana
Á www.stjornuskodun.is getur þú lesið
allt um reikistjörnur sólkerfisins.
74

Mars um miðnætti 2. nóvember 2009
í 16° hæð í austri. Þegar komið er fram í
nóvember er Venus mjög lágt á lofti í suðaustri
við sólarupprás í Meyjunni.
Þótt Venus sé björt og fögur að sjá með
berum augum er hún næstum algjörlega einkennalaus
í gegnum stjörnusjónauka. Stjörnufræðingar
áttuðu sig snemma á því að þeir sáu
ekki niður á yfirborð reikistjörnunnar þar sem
Venus var hulin þykkum lofthjúpi. Smáatriði í
lofthjúpnum sjást aðeins með stórum sjónauka
og útfjólublárri síu. Slíkar síur eru næstum
eingöngu notaðar í myndatökur.
Mars
Með berum augum lítur Mars út sem
appelsínugulleit stjarna, oft bjartari en nokkur
fastastjarna í nágrenni sínu á himninum.
Yfirborð Mars er hið eina meðal fyrirbæra
næturhiminsins (fyrir utan tunglið) sem við
getum skoðað með áhugamannasjónaukum.
Á Mars er fjölmargt að sjá. Stundum sést
önnur hvor pólhettan, dökkleit svæði, ský
og rykstormar. Með stórum sjónaukum (átta
tommur og stærri) er hægt að greina Ólympusfjall
og smærri kennileiti.
Allar athuganir á Mars eru erfiðar þar sem
stjörnuáhugamenn fá sjaldan gott tækifæri til
að berja hann augum. Ástæðan er einkum sú
að fjarlægðin milli jarðar og Mars er breytileg.
Rúm tvö ár líða milli þess að stjörnuáhugamenn
geta virt Mars fyrir sér með góðu móti.
Á 26 mánaða fresti mætast jörðin og Mars
á ferðalagi sínu umhverfis sólina og er þá
ákjósanlegast að skoða Mars. Mars er þá í
gagnstöðu við jörðina.
Mars verður áberandi á næturhimninum
síðla árs 2009. Mars verður fyrst sýnilegur á
himninum yfir Íslandi í ágúst þegar hann rís
skömmu fyrir miðnætti og er á lofti alla nóttina,
uns hann hverfur í dagsbirtuna. Þann 16. ágúst
er Mars fáeinar gráður suður af minnkandi
tungli og skammt norðan Krabbaþokunnar í
Nautinu skömmu eftir miðnætti. Mars er ekki
ýkja bjartur á þessum tíma en er auðþekktur
á litnum.
Í október ferðast Mars úr Tvíburunum í
Krabbann. Fyrstu daga nóvember er Mars að
finna við M44 eða Býflugnabúið í Krabbanum.
M44 er afar falleg stjörnuþyrping sem sést
best með lítilli stækkun. Stjörnuáhugamenn
ættu að grípa tækifærið og virða fyrir sér Mars
innan um þyrpinguna.
Tími Mars rennur fyrir alvöru upp í
desember. Í kringum miðnætti er Mars nokkuð
hátt á lofti í vesturhluta Ljónsins þar sem hann
skín stjarna skærast. Þann 27. janúar 2010 er
Mars næst jörðu, þá í næstum 100 milljón km
fjarlægð, en tveimur dögum síðar er Mars í
gagnstöðu. Stjörnuáhugamenn ættu að nýta
tækifærið í desember og janúar til þess að
virða Mars fyrir sér. Hann verður þá nógu stór
til þess að hægt sé að greina einhver smáatriði
á yfirborðinu. Í þetta sinn hallar norðurhvelið í
átt til jarðar. Sérð þú norðurpólhettuna?
Júpíter
Af reikistjörnunum hefur Júpíter einna mest
upp á að bjóða fyrir stjörnuáhugafólk. Með
handsjónauka getur þú séð Galíleótunglin
en með stjörnusjónauka sérðu skýjabelti og
jafnvel rauða blettinn. Í sjónauka sést einnig
hve pólflöt reikistjarnan er.
Best er að skoða Júpíter þegar hann er í
sólnánd og gagnstöðu við jörð en þá er hann
bæði eins bjartur og stór og hann getur orðið.
Seinustu ár hefur Júpíter lítið sem
ekkert sést frá Íslandi. Árið 2009 mætir
konungur reikistjarnanna loks aftur til leiks,
stjörnuáhugamönnum til ómældrar ánægju
Júpíter er í Steingeitinni allt árið og kemst
þ.a.l. ekki ýkja hátt á himinninn. Árið 2010
færir hann sig yfir í Vatnsberann og Fiskana
og liggur þá betur til athugana. Þrátt fyrir
það ættu stjörnuáhugamenn tvímælalaust að
beina sjónum sínum að reikistjörnunni.
Í janúar 2009 glittir í Júpíter lágt á lofti við
sólsetur. Hann fer smám lækkandi eftir því
sem líður á mánuðinn og birtist ekki aftur fyrr
en í júní. Þá er möguleiki á að sjá hann við
sjóndeildarhringinn í suðaustri yfir dimmustu
stundir sólarhringsins.
Júpíter sýnir sínar bestu hliðar í ágúst. Þann
fjórtánda þess mánaðar er hann í gagnstöðu
við sól, þá stærstur og bjartastur. Þá er Júpíter
í hásuðri um miðnætti, aðeins um 5° yfir
sjónbaug í suðaustri samkvæmt upplýsingum
úr Almanaki Háskóla Íslands.
Júpíter er bjartasta stjarna kvöldhiminsins
út árið. Frá septembermánuði rís hann upp á
suðurhiminninn áður en myrkva tekur. Hann
kemst mest í um 11° hæð yfir sjónbaug um
miðjan desember.
Með sjónauka getur verið gaman að
fylgjast með því þegar Galíleótunglin Jó,
Evrópa, Ganýmedes og Kallistó myrkvast í
skugga Júpíters. Í Almanaki Háskóla Íslands
er tafla sem sýnir hvenær þessir myrkvar eru
sjáanlegir frá Reykjavík.
Júpíter eins og hann birtist í gegnum litla áhugamannastjörnusjónauka.
75

Stjörnuskoðun
Sævar Helgi Bragason
Hringar Satúrnusar hverfa
Sjáðu hringa Satúrnusar á rönd á ári stjörnufræðinnar
Á himninum er Satúrnus oftast álíka bjartur og
áberandi og björtustu fastastjörnurnar. Frekar
auðvelt er að þekkja hann á himninum þar
sem hann sker sig úr hópi fastastjarna í kring
enda tindrar hann ekkert og er gulleitur.
Í gegnum sjónauka er Satúrnus stórfenglegur
á að líta. Hringarnir blasa við auk
nokkurra fylgitungla og í lofthjúpnum sjást
dökk og ljós belti og svæði. Þótt lofthjúpurinn
sé ekki nærri eins litríkur og lofthjúpur Júpíters
eru hringarnir þeim mun stórbrotnari.
Ekki er víst að öllum þyki Hringadróttinn
jafn glæsilegur í ár og hin fyrri. Í byrjun árs
2009 sjáum við suðurhlið hringanna en þar
sem halli þeirra er aðeins 1° og fer minnkandi,
birtast þeir okkur sem örmjó lína. Ástæðan
er sú að á tæplega 15 ára fresti sker jörðin
hringflöt Satúrnusar. Sjást þá hringarnir á rönd.
Næfurþunnir hringarnir hverfa þá ásjónum
okkar. Hringarnir sjást best þegar hallinn er
meiri. Horfum við þá annað hvort undir eða
ofan á þá. Mestur getur hallinn orðið 27° og
sjást þá hringarnir best. Næst
gerist það árið 2017 en þá
verður Satúrnus því miður svo
sunnarlega á himninum að
hann sést tæpast frá Íslandi.
Satúrnus dvelur stærstan
hluta ársins í Ljóninu. Hann
rís því ekki á himinninn fyrr
en síðla kvölds. Þann 8. mars
er Satúrnus í gagnstöðu við
sól, hátt á lofti á suðurhimni
á miðnætti en þá er best að
skoða reikistjörnuna. Birta
hans þann dag er um +0,5 og
halli hringanna um 3°.
Samkvæmt Almanaki Háskóla
Íslands er Satúrnus hátt á
lofti allar myrkurstundir í apríl
Satúrnus er í gagnstöðu 8. mars
2009. Kortið hér til hliðar sýnir
staðsetningu reikistjörnunnar
á himninum skömmu eftir
miðnætti þann áttunda.
Mynd: Stjörnufræðivefurinn.
Kort útbúið í Starry Night Pro
Plus sem fæst hjá Sjónaukar.is.
og maí, en hverfur síðan í birtu sólar. Þann 4.
september sker jörðin hringaflötinn. Satúrnus
er þá svo nálægt sólinni að hann sést ekki á
himninum en birtist á ný í október. Eftir það
eykst halli hringanna smám saman. Í annarri
viku október sést Satúrnus á morgunhimninum
í suðaustri, þá kominn yfir í Meyjuna. Þar
rís hann skömmu á undan sól ásamt Venusi
og Merkúríusi en er daufastur þríeykisins.
Í nóvember og desember rís Satúrnus síðla
nætur en er kominn hátt á suðurhiminninn fyrir
sólarupprás, álíka bjartur og Spíka, bjartasta
stjarna Meyjunnar. Í lok árs 2009 horfum við
um 5° ofan á norðurhlið hringanna.
Stjörnuáhugafólk ætti að nýta tækifærin
sem gefast á þessu ári og næstu til að skoða
Satúrnus. Árið 2013 færist Satúrnus nefnilega
yfir í Vogina og kemst því aldrei hátt á íslenska
himinninn. Næstu ár þar á eftir færist hann
enn sunnar og liggur ekki vel við athugun frá
Íslandi fyrr en árið 2022.
Breytileg ásýnd hringa Satúrnusar. Myndin spannar
tímabilið 2006 til 2009 og sýnir hvernig hallinn
breytist. Myndir: Damian Peach. Birt með leyfi
höfundar. (www.damianpeach.com)
76

Stjörnuskoðun
Skoðaðu ystu reikistjörnur sólkerfisins
Þú getur skoðað Úranus og Neptúnus með þínum eigin handsjónauka eða stjörnusjónauka.
Kort sem sýna staðsetningar Júpíters, Úranusar og Neptúnusar þann 5. október 2009.
Færsla Úranusar og Neptúnusar er það lítil að hægt er að nýta kortið svo til allt árið þegar
þessir hnettir sjást á annað borð á himninum yfir Íslandi.
Myndir: Stjörnufræðivefurinn. Kort útbúin í Starry Night Pro Plus sem fæst hjá Sjónaukar.is
Þú getur fræðst meira um Úranus og Neptúnus
og athuganir á þeim á Stjörnufræðivefnum,
www.stjornuskodun.is.
Í september og október eru ísrisarnir Úranus og
Neptúnus þægilega staðsettir á kvöldhimninum yfir
Íslandi. Gefst þá stjörnuáhugafólki kjörið tækifæri til
þess að berja þessar ystu reikistjörnur sólkerfisins
augum. Handsjónauki og stjörnukort er allt sem þarf.
Í upphafi árs 2009 er Úranus að finna í Vatnsberanum
en hann dvelur í Fiskunum frá lokum marsmánaðar og
fram í október, þegar hann færist aftur í Vatnsberann.
Neptúnus er aftur á móti í Steingeitinni allt árið og því
sunnar á himninum.
Fremur auðvelt er að greina Úranus á næturhimninum.
Sýndarbirtustig hans er yfirleitt milli +5,6
og +5,9 og er hann því sýnilegur með berum augum
við góðar aðstæður, þar sem ljósmengun er engin og
myrkur eins og best verður á kosið. Hornstærð hans
er milli 3,4 og 3,7 bogasekúndur en til samanburðar
er Satúrnus milli 16 og 20 bogasekúndur. Á himninum
er Úranus því álíka stór og golfkúla er í 1 km fjarlægð.
Úranus er því frekar lítill á himninum. Af þeim sökum
þarf nokkuð mikla stækkun, yfir 100x, og því stærri
sem sjónaukinn er því betra. Við þessa stækkun sést að
Úranus er fölgræn skífa líkt og hinar reikistjörnurnar en
fátt annað markvert.
Þótt það sé erfitt – og eflaust ógerlegt – að greina
smáatriði á Úranusi er hæglega hægt að sjá fjögur af 27
þekktum fylgitunglum hans í gegnum hefðbunda áhugamannasjónauka.
Tunglin Títanía og Óberon er hægt að
sjá með átta tommu (20 cm) sjónauka en tvöfalt það
ljósop þarf til að greina Úmbríel og Aríel vegna þess hve
nærri reikistjörnunni þau eru.
Samkvæmt upplýsingum úr Almanaki Háskóla Íslands
er Úranus er í gagnstöðu við sól þann 17. september. Er
hann þá 23 gráður yfir sjóndeildarhringnum í hásuðri á
miðnætti í Reykjavík.
Neptúnus er öllu erfiðari enda er birtustig hans
nálægt +8 sem þýðir að hann sést ekki með berum
augum. Eina leiðin til að sjá reikistjörnuna er að notast
við góða handsjónauka (8x42 eða stærri) eða góðan
stjörnusjónauka. Í gegnum stóran stjörnusjónauka, 200
mm eða stærri (8 tommur), er Neptúnus bláleit skífa,
ekki ósvipaður Úranusi að útliti.
77

Stjörnuskoðun
Sævar Helgi Bragason
Þyrpingar og vetrarbrautir að vori
Myrkurstundir mars og apríl eru kjörnar til þess að skoða nokkur falleg djúpfyrirbæri
78
Stjörnumerkin Krabbinn, Ljónið og Bereníkuhaddur
eru áberandi á íslenska vorhimninum.
Í þessum merkjum er fjöldi stjörnuþyrpinga og
vetrarbrauta sem auðvelt er að skoða með litlum
áhugamannasjónaukum.
Krabbinn og Ljónið
Ljónið er meðal auðþekktustu stjörnumerkja
dýrahringsins á meðan nágranni þess, Krabbinn,
er meðal minnst áberandi. Í báðum merkjum eru
nokkur áhugaverð djúpfyrirbæri sem þú getur
auðveldlega séð með sjónaukanum þínum.
Krabbinn er fremur dauft stjörnumerki
á nokkuð auðu svæði milli Tvíburanna og
Ljónsins. Í Krabbanum er engu að síður falleg
stjörnuþyrping sem kallast Býflugnabúið, M44.
Þyrpingin þekur um 1,5° breitt svæði, nokkurn
veginn milli stjarnanna γ (Gamma) (birtustig 3,9)
og δ (Delta) (birtustig 4,7). Best er að skoða þessa
þyrpingu með handsjónauka, t.d. 10x42, eða
víðum stjörnusjónauka við litla stækkun. Með
stjörnusjónauka sjást um 50 stjörnur. Af þeim eru
nokkrar nokkuð bjartar, af sjöunda og áttunda
birtustigi, og fjórar þeirra eru áberandi rauðappelsínugular
á litinn. Býflugnabúið er í um 600
ljósára fjarlægð frá jörðinni.
Nokkru sunnar, í krabbamerkinu, er önnur
ákaflega falleg en dauf lausþyrping, M67. Til
þess að finna þessa þyrpingu skaltu leita eftir α
(alfa) eða Acubens. Notaðu minnstu stækkun til
þess að færa sjónaukann hægt og rólega örlítið
til hægri frá Acubens uns dauft gráleitt ský birtist
í sjónsviðinu. Með meiri stækkun birtist M67
sem lítill bolti úr stökum stjörnum. Við mörk
þyrpingarinnar er stjarna af áttunda birtustigi. Í
þyrpingunni sjálfri eru nokkrar stjörnur af níunda
birtustigi en aðrar eru daufari. Til þess að skoða
þessa þyrpingu er best að notast við sjónauka sem
er stærri en 150mm (6 tommur). M67 inniheldur
um 500 stjörnur og er í um 2500 ljósára fjarlægð
frá okkur.
Ef við færum okkur austar hittum við fyrir
Ljónið. Höfuð ljónsins lítur út eins og speglað
spurningamerki, jafnvel herðatré, á himninum.
Tvær björtustu stjörnurnar þar eru Algieba (γ) og
Regúlus (α). Í gegnum sjónauka með talsverðri
stækkun sést að báðar þessar stjörnur eru
tvístirni.
Gamma Cancri
Delta Cancri
NGC 3628
M66
M65
Stjörnuþyrpingin
Býflugnabúið eða
M44 í Krabbanum
eins og hún birtist
í gegnum 10x42
handsjónauka.
Vetrarbrautaþríeykið
M65, M66 og NGC
3628 eins og það
birtist í gegnum
átta tommu
stjörnusjónauka og
32mm Plössl augngler
við 38x stækkun.

Enn austar, í hinum enda ljónsins mynda
þrjár stjörnur rétthyrndan þríhyrning með
stjörnuna Denebóla í broddi fylkingar. Dragðu
beina línu frá Denebóla að stjörnunni θ (þeta)
og beindu sjónaukanum að henni. Notaðu
minnstu stækkun til að færa sjónaukann
um 2° suður frá θ að 73 Leonis. Færðu svo
loks sjónaukann 1° aust-suðaustur. Tvær
vetrarbrautir blasa við í sjónsviðinu. Þetta
eru þyrilvetrarbrautirnar M65 og M66 sem
sjást greinilega með 114mm (4,5 tommu)
sjónaukum eða stærri við meðalstækkun við
ágæt skilyrði. Vetrarbrautirnar eru nokkuð
bjartar svo þú skalt ekki hika við að auka
stækkunina.
Birtustig M66 er 8,9. Með sjónauka
sést að hún hefur bjartan kjarna umlukinn
óreglulegum hjúpi. M65 er örlítið daufari en
með sjónauka sést nokkuð stór miðbunga auk
daufs hjúps í kring.
Ef aðstæður eru góðar og þú ert laus við
ljósmengun gætir þú komið auga á þriðju
vetrarbrautina í sama sjónsviði, skammt norðan
við M65 og M66. Þetta er þyrilvetrarbrautin
NGC 3628. Birtustig hennar er 9,5 en hún
virðist miklu daufari en nágrannarnir vegna
þess að hún liggur á rönd. Ef þú horfir vel og
lengi gætir þú séð dökkleitu rykskífuna sem
liggur þvert í gegnum vetrarbrautina. M65
og M66 eru í um 20 milljón ljósára fjarlægð á
meðan NGC 3628 er öllu fjarlægari eða í um
35 milljón ljósára fjarlægð.
Pollux
Kastor
M HVAÐ?
Mörg glæsilegustu
djúpfyrirbæri himinsins,
þ.e. stjörnuþokur, stjörnuþyrpingar
og vetrarbrautir
hafa M númer. M
númerin eru úr Messier
skránni sem franski
stjörnufræðingurinn
Charles Messier tók
saman á seinni hluta 18.
aldar. Býflugnabúið M44
er þannig 44 fyrirbærið í
skrá Messiers.
Bereníkuhaddur og Veiðihundarnir
Bereníkuhaddur, hár Bereníku Egyptalandsdrottningar,
er fremur lítið og dauft stjörnumerki
sem sést best undir dimmum óljósmenguðum
himni. Engin stjarna í merkinu er
enda bjartari en fjórða birtustig. Merkið er að
finna milli Ljónsins og Hjarðmannsins, sunnan
Karlsvagnsins. Þegar vel er að gáð á þeim
hluta Bereníkuhadds sem liggur tvo þriðju
af vegalengdinni frá Alkaid í handfanginu á
Karlsvagninum að Denebólu í Ljóninu, sést
stjörnuþyrping með berum augum. Með
handsjónauka er þessi þoka gisin en mjög
falleg. Þyrpingin sem nefnist Melotte 111
þekur 5° breitt svæði á himninum en hún er
í aðeins 290 ljósára fjarlægð og inniheldur
meira en 200 stjörnur.
HORFÐU TIL HLIÐAR
Mjög daufar stjörnur, stjörnuþokur og
vetrarbrautir sjást oft betur ef þú horfir til
hliðar í sjónsviðið. Þessi tækni, sem kallast
hliðruð sjón, nýtir nema í augunum sem
kallast stafir og eru ljósnæmari en keilurnar
í miðju augans. Sem sagt, til að sjá dauf
fyrirbæri, ekki horfa beint á þau.
Með handsjónauka kemur Melotte 111
að mörgu leyti fyrir sjónir eins og M44 séð
með víðum sjónauka við litla stækkun. Ef þú
heldur handsjónaukanum stöðugum ættir þú
að sjá fallegt tvístirni, 17 Comae Berenices, á
austurhluta þyrpingarinnar.
Notaðu 17 Comae til þess að finna stórglæsilega
vetrarbraut aðeins 1,5° gráðu
austar. Vetrarbrautin, sem nefnist NGC 4565,
er þyrilvetrarbraut á rönd. Stærð, lega og birta
(birtustig 9,6) hennar er slík að hrein unun er
að horfa á hana í gegnum stjörnusjónauka
undir dimmum himni.
Notaðu meðalstóran sjónauka og nokkuð
mikla stækkun (100x) til þess að sjá hvernig
vetrarbrautin teygir sig þvert yfir sjónsviðið.
Sérðu dökka rykslæðu sem gengur þvert í
gegnum vetrarbrautina? Ef grannt er skoðað
sést að rykslæðan er ekki algjörlega miðjusett
sem bendir til þess að NGC 4565 sé ekki
fullkomlega á rönd. Nyrðri hluti miðbungunnar
er lítill og daufur á meðan syðri hlutinn er
töluvert greinilegri. Þetta er án efa fallegasta
vetrarbraut á rönd sem þú getur skoðað á
stjörnuhimninum.
Milli Bereníkuhadds og Karlsvagnsins
eru Veiðihundarnir, annað lítið og dauft
stjörnumerki. Bjartasta stjarna merkisins, α
Canum Venaticorum eða Cor Caroli (birtustig
3), er glæsilegt tvístirni í 130 ljósára fjarlægð
sem auðvelt er að aðskilja með lítilli stækkun.
Notaðu Cor Caroli til þess að finna
bjálkaþyrilvetrarbrautina M94 skammt norðvestan
við. Með sjónauka við meðalstækkun
(70x) birtist vetrarbrautin sem pínulítill
hringlaga þokublettur. M94 er í um 15 milljón
ljósára fjarlægð.
79

Stjörnuskoðun
Sævar Helgi Bragason
Óríon og Tvíburarnir
Óríon og Tvíburarnir eru hátt á vetrarhimninum yfir Íslandi
Stjörnumerkin Óríon og Tvíburarnir eru björt
og áberandi og komast hátt á suðurhimininn
síðla vetrar hér á Íslandi. Sérstaklega eru
janúar- og febrúarkvöld hentug til þess að
skoða þessi fallegu stjörnumerki. Í þeim er
fjöldi bjartra og áberandi stjarna, sem og fjöldi
áhugaverðra djúpfyrirbæra sem sjást í öllum
áhugamannasjónaukum.
Óríon
Óríon er eitt auðþekkjanlegasta stjörnumerki
himinsins. Í efra vinstra horninu skín stjarnan
Betelgás, α Orionis, skæru appelsínugulu ljósi.
Betelgás er risastjarna á lokaskeiði ævi sinnar.
Væri hún í sólkerfinu okkar myndi hún gleypa
Merkúríus, Venus, jörðina, Mars og jafnvel
Júpíter. Dag einn mun hún enda ævi sína sem
sprengistjarna og skilja eftir sig nifteindastjörnu
á stærð við höfuðborgarsvæðið. Þegar
hún springur verður hún álíka björt og hálft
tungl á næturhimninum. Þá mun hún varpa
skuggum og sjást berlega í dagsbirtu.
Í neðra hægra horninu er stjarnan Rígel, β
(beta) Orionis. Prófaðu að beina sjónaukanum
þínum að henni og auka stækkunina. Þegar
grannt er skoðað sést að Rígel er þétt tvístirni.
Birtustig fylgistjörnunnar er 6,8 en hún týnist
í glýjunni frá Rígel ef sjónaukinn er ekki rétt
stilltur og fókusaður.
Mitt á milli Betelgáss og Rígels er röð
þriggja stjarna sem kallast belti Óríons eða
Fjósakonurnar. Úr beltinu hangir röð annarra
þriggja stjarna, talsvert daufari en Fjósakonurnar
sem kallast Sverðið eða Fjósakarlarnir.
Efsta stjarnan er áberandi daufust
á meðan sú neðsta er björtust. Stjarnan í
miðjunni er dauf og þokukennd. Prófaðu að
beina sjónaukanum þínum þangað. Í sjónaukanum
blasir við grágrænt gasský sem kallast
Sverðþokan í Óríon, M42 - lýsandi dæmi um
ljómþoku. Útfjólublá geislun frá heitu, ungu
stjörnunum í miðjunni fær skýið til að ljóma.
Skýið sést vel með handsjónauka en er
gullfallegt á að horfa með sjónauka við litla
stækkun. Í miðju þokunnar sést hópur fjögurra
stjarna sem nefnist Trapisan. Þetta eru ungu,
heitu stjörnurnar sem lýsa upp þokuna. Þegar
þú horfir á Sverðþokuna sérðu því risastórt
stjörnuhreiður þar sem nýjar stjörnur klekjast
út í 1500 ljósára fjarlægð.
Stjörnurnar í Trapisunni móta líka þokuna.
Ljósið frá þeim brennir gat eða skarð í þokuna
sem sést vel í sjónauka. Þetta skarð kallast
Munnur fisksins. Sérð þú það? Lengra upp
Sverðið, skammt frá skarðinu í M42, skaltu
leita eftir annarri örlítið daufari þoku, M43.
Með góðum stjörnusjónauka er Sverðþokan
stórglæsileg á að líta. Grágrænar þokuslæðurnar
teygja sig langt út í sjónsvið sjónaukans.
Ekki mörg djúpfyrirbæri sýna jafnmikil litbrigði
og Sverðþokan en til þess að greina þau þarftu
meðalstóran stjörnusjónauka (8 tommur eða
stærri).
Ef við færum okkur 3° norðaustur rekumst
við á σ (sigma) Orionis, glæsilegt fjölstirni undir
belti Óríons af
birtustigi 3,7.
Í litlum sjónauka
við 50x
stækkun sést
f y l g i s t j a r n a
af birtustigi
6,3 skammt norðaustan Sigma; önnur álíka
björt nokkuð nærri Sigma á sömu hlið og
enn önnur (ef grannt er skoðað) suðvestan. Í
sama sjónsviði sést lítill þríhyrningur stjarna
af áttunda og níunda birtustigi sem kallast
Struve 761.
Fyrir ofan Sigma, í belti Óríons er ζ (zeta)
Orionis eða Alnitak. Þessi bjarta bláa stjarna
hefur tvær fylgistjörnur: eina nokkuð greinilega
til norðurs en aðra miklu óljósari í suðsuðaustri.
Til þess að sjá þá síðarnefndu
þarftu að minnsta kosti 150x stækkun. Sértu
undir dimmum óljósmenguðum himni gætir
þú greint litla ljómþoku sem teygir sig austur
frá Alnitak. Þessi þokuslæða er NGC 2024 eða
Logaþokan.
Dragðu línu 2,5° gráður norðaustur frá
Sigma í gegnum Alnitak að endurskinsþokunni
M78. Þokan er fremur lítil en nokkuð greinilega
undir óljósmenguðum himni.
Tvíburarnir
Við höldum áfram að stjörnuhoppa um
himinninn. Í þetta sinn drögum við línu frá
Alnitak í gegnum Betelgás að stjörnunni μ
(mí) Geminorum í öðrum fæti Tvíburans. Frá
μ hoppum við framhjá η (eta) að M35 sem
er glæsileg stjörnuþyrping. M35 er í um 2800
ljósára fjarlægð og með sýndarbirtustigið +5,3.
MYND: ROBERT GENDLER
80
M35 og NGC 2158

VELDU RÉTTA STÆKKUN
Oft er einfaldast að leita eftir daufum
djúpfyrirbærum með lítilli stækkun. Stundum
er einfaldara að greina dauf smáatriði með
meiri stækkun því þá eykst kontrastinn svo
bakgrunnurinn verður svartari og fyrirbærið
ljósara. Notaðu fyrst augngler sem gefur
litla stækkun og ef þú sérð fyrirbærið illa,
prófaðu þá að skipta yfir í meiri stækkun.
Um 120 stjörnur í þyrpingunni eru bjartari en
13. birtustig. Þyrpingin sést með berum augum
þar sem ljósmengunar gætir ekki. Hún er álíka
stór og tungl í fyllingu og með handsjónauka
má sjá björtustu stjörnur þyrpingarinnar. Í
stjörnusjónauka er best að nota litla stækkun
svo þyrpingin njóti sín sem best.
Í stærri sjónaukum (4,5 tommur og
stærri) má sjá lausþyrpinguna NGC 2158 í 15
bogamínútna fjarlægð frá M35 (tunglið er 30
bogamínútur). Hún er miklu minni um sig á
himninum (5’’) og er með birtustigið +8,6. NGC
2158 inniheldur mun fleiri stjörnur en M35, er
um 10 sinnum eldri og meira en fimm sinnum
lengra í burtu í 16.000 ljósára fjarlægð.
Við skulum ljúka yfirferð okkar um Tvíburana
með því að skoða α Geminorum eða
Kastor. Kastor er með sýndarbirtustigið +1,6
en í stjörnusjónauka sjást þrjár stjörnur, tvær
bjartar með sýndarbirtustigið 1,9 (Kastor A) og
2,9 (Kastor B) og ein til viðbótar miklu daufari
af 9. birtustigi (Kastor C). Björtu stjörnurnar
mynda fallegt tvístirni með hornbilið 4’’. Þær
snúast um hvor aðra á 400 árum og eru nú
eins nálægt hvor annarri á himninum og þær
komast.
MYND: ROBERT GENDLER OG STEPHANE GUISARD www.astrosurf.com
81

Snertu á nýjum
ævintýrum
Garmin Oregon GPS
TM
með snertiskjá.
Oregon GPS handtæki með snertiskjá gerir alla útivist
einfaldari. Þetta sterkbyggða og vatnshelda leiðsögutæki
er afar einfalt í notkun og færir þér björt þrívíddarkort,
hæðarmæli með loftvog auk áttavita á silfurfati. Hvort sem
þú ert í fjallgöngu, á hjóli, í bílnum eða bátnum, það eina
sem þarf að gera er að snerta skjáinn og halda af stað.
Útivistin verður bara skemmtilegri. Þú getur deilt leiðum og
upplýsingum með vinum þínum eða sett aukakort fyrir það
svæði sem þú ætlar að fara, hvort sem þú fylgir vegi, vatni eða
ert í óbyggðum. Garmin Oregon kemur þér í snertingu við
ævintýrin.
Fylgdu þeim fremsta!
www.garmin.is | Garmin Iceland | Ögurhvarf 2, 203 Kópavogur | Sími: 577 6000
Ferrari ZenithStar Racing
Hágæða linsusjónauki í
fugla- og stjörnuskoðun
úr smiðju William Optics
Sjónaukar.is
sjonaukar@sjonaukar.is
82

Myndasafn
Stjörnuljósmyndir frá félagsmönnum
< SLÖRÞOKAN Í SVANINUM
Gunnlaugur Pétur Nielsen
Gasslæðurnar sem mynda
Slörþokuna eru leifar stjörnu
sem eitt sinn skein skært en
endaði ævi sína í gríðarlegri
sprengingu. Slörþokan
tilheyrir svansmerkinu og er
í um 1400 ljósára fjarlægð
frá sólinni. Þokan er mjög
víðfeðm á himninum en
hún nær yfir svæði sem
er fimmfalt stærra en fullt
tungl.
Tæknilegar upplýsingar:
Takahashi FSQ106
linsusjónauki, AstroPhysics
900 GT sjónaukastæði, SBIG
STL11000 CCD myndavél.
Lýst í 308 mínútur með
mismunandi síum.
ROSETTA ÞOKAN OG NGC 2244 >
Jón Þór Sigurðsson
Glæsileg ljósmynd af Rosetta þokunni sem er
í um 5000 ljósára fjarlægð í stjörnumerkinu
Einhyrningurinn. Í miðju þokunnar er þyrping
ungra og heitra stjarna sem ber skráarheitið NGC
2244. Þessar stjörnur mynduðust fyrir um fjórum
milljónum ára úr efninu í þessu fallega gasskýi.
Stjörnuvindurinn frá þeim hefur síðan hreinsað
svæðið í miðjunni. Útfjólublátt ljós frá þessum
stjörnum veldur því að þokan í kring glóir. Þokan er
um 100 ljósár í þvermál og afar vinsælt myndefni
meðal stjörnuljósmyndara.
Tæknilegar upplýsingar:
Orion 80ED linsusjónauki og William Optics 0,8
FR/FL, Celestron CG-5 sjónaukastæði, Canon EOS
350D myndavél, Orion SkyGlow ljósmengunarsía,
21x6mínútna myndir..
84

^ TUNGLIÐ SKOÐAÐ
Grétar Örn Ómarsson
Ungur stjörnuáhugamaður virðir fyrir sér tunglið í gegnum 12 tommu spegilsjónauka. Á myndinni sjást einnig Nautið og Sjöstirnið.
Tæknilegar upplýsingar:
Canon EOS 10D, 24mm, f/3,5, 30 sek.
SVERÐÞOKAN Í ÓRÍON >
Snævarr Guðmundsson
Þessi stórglæsilega
ljósmynd sýnir skýjaslæður
Sverðþokunnar í Óríon.
Sverðþokan er í um
1500 ljósára fjarlægð frá
jörðinni og er risavaxin
stjörnuverksmiðja. Í miðju
þokunnar eru heitar, ungar
stjörnur sem lýsa upp skýið
og móta það. Sveðrþokan er
afar falleg á að líta í gegnum
litla stjörnusjónauka.
Tæknilegar upplýsingar:
William Optics FLT 110
linsusjónauki, SBIG STL11000
CCD myndavél, AstroDon
síur.
85