En dag, för sisådär 13 miljarder år sedan, bildades plötsligt universum från ingenting i en stor smäll. Från början var allt nästan oändligt hett, så hett att inte ens elementarpartiklarna kunde existera, men genom att rymden utvidgades med en rasande fart sjönk temperaturen och det dök upp kvarkar, elektroner, fotoner och annat smått och gott.

Men fortfarande var hela universum ett enda glödande inferno av hett ogenomskinligt plasma. Inte förrän 380 000 år efter smällen hade temperaturen sjunkit så mycket att atomer kunde bildas. Tre fjärdelar av den nybildade materien blev moln av väte, och en fjärdedel helium. I ett huj blev rymden genomskinlig.

Det blev allt mörkare, men så började gasmoln sakta kondenseras av sin egen gravitation. Temperaturen steg i molnens centrum, och efter ungefär en halv miljard år bildades de första galaxerna och de allra första stjärnorna tändes. Det blev åter ljust. Universums mörka epok var slut. Fiat lux!

– De första stjärnorna var tusen gånger så massiva som vår sol, säger astronomen Carina Persson vid Onsalaobservatoriet. Det innebar också att de hade ett mycket snabbare levnadsförlopp än senare generationer stjärnor. Efter kort tid förintades de i våldsamma explosioner, supernovor. Vi kan se dem i form av plötsliga gammablixtar.

– I explosionerna bildades alla de tyngre grundämnen som vi känner till. Alla atomer av syre, kol, kväve, magnesium och vad ni vill som finns i våra kroppar har en gång bildats i en exploderande stjärna. Vi är alla gjorda av stjärnstoff.

Det är att studera hur stjärnor bildas och dör som är syftet med Esas satelliter Herschel och Planck. Torsdagen den 14 maj 2009 skickades de tillsammans upp i omloppsbana med en Ariane-raket från Kourou i franska Guyana.

Herschel är ett rymdteleskop för infrarött ljus vars huvudpegel är 3,5 meter i diameter. Till skillnad mot vanligt synligt ljus kan infrarött passera igenom gasmolnen i rymden. Det gör att man i infrarött kan se stjärnorna födas inne i molnen.

Eftersom infrarött är samma sak som värmestrålning gäller det att se till så att inga varma detaljer på satelliten stör mätningarna. Därför placeras instrumenten i en termos kyld till någon grad över absoluta nollpunkten med flytande helium som köldmedium.

Tre år räknar man att Herschel kan vara operationsduglig, sedan är förrådet av helium slut.

Satelliten har fått sitt namn efter William Herschel (1738–1822), engelsk astronom och upptäckare av både den infraröda strålningen och planeten Uranus. Läs mer om honom på

http://www.nyteknik.se/popular_teknik/kaianders/article445952.ece

och

http://www.nyteknik.se/popular_teknik/kaianders/article450827.ece

Ju längre bort i rymden man tittar, desto längre tillbaka i tiden tittar man också. Det får den paradoxala effekten att även om universum är oändligt, kan vi bara se 13 miljarder ljusår bort. Därefter ser vi bara rakt in i en ogenomskinlig vägg – det heta plasmat av fotoner, elektroner och elementarpartiklar som fyllde universum till ungefär 380 000 år efter stora smällen.

Den här väggen ser vi ständigt som en bakgrund, vart vi än tittar. Den kallas den kosmiska bakgrundsstrålningen, och upptäcktes 1965 närmast av misstag av två amerikanska radiotekniker vid namn Arno Penzias and Robert Wilson.

Naturligtvis fick de Nobelpriset (i fysik 1978) för sin upptäckt.

Eftersom universum också utvidgas i accelererande takt kommer ljus från avlägsna objekt att förskjutas mot den röda delen av spektrum. Ju avlägsnare objekt desto större rödförskjutning.

Det visar sig att den kosmiska bakgrundsstrålningen är en nästan perfekt svartkroppsstrålning, som rödförskjutits så mycket att den i dag bara motsvarar en temperatur på 2,7 grader Kelvin.

Först trodde man att bakgrundsstrålningen var helt homogen, men noggranna mätningar har visat att den varierar en smula över himlavalvet. Och tur är väl det, för det var de små fluktuationerna som gjorde det möjligt för gasmolnen att klumpa ihop sig och bilda stjärnor och galaxer.

Att undersöka bakgrundsstrålningens fluktuationer i detalj, och att studera gasmolnen under universums första mörka epok är satelliten Plancks uppdrag. Till hjälp för detta har man bland annat bolometrar – instrument som kan mäta strålningstemperaturer ner till o,1 K.

Satelliten har fått sitt namn efter den tyske fysikern Max Planck (1858–1947), som år 1900 mer eller mindre mot sin vilja grundade kvantfysiken genom sina undersökningar av svartkroppsstrålning.

Läs mer om honom på

http://www.nyteknik.se/popular_teknik/kaianders/article12536.ece

Båda satelliterna kommer att placeras i lagrange-punkten L2, där de kommer att beskriva en lissajousbana (ser ut ungefär som åttorna på ett oscilloskop, fast i tre dimensioner), fastlåsta av gravitationen från jorden och solen. L2 ligger 1,5 miljoner kilometer – tre gånger avståndet till månen – utanför jordbanan.

Om två månader ska satelliterna för egna maskiner ha tagit sig fram till lagrangepunkten.

Den problemfria uppskjutningen av Planck och Herschel är en fjäder i hatten för svensk rymdindustri.

Både centraldatorerna (CDMU) på satelliterna och de datorer som svarar för attitydkontroll, det vill säga hur satelliten riktar sig i rymden, har konstruerats av Ruag (före detta Saab Space) i Göteborg.

Avdelningen i Linköping har dessutom levererat adaptrarna som hållit fast satelliterna i Arianeraketen under uppskjutningen och de separationssystem som sett till att satelliterna i tur och ordning lösgjordes från det sista raketsteget uppe i omloppsbanan.

Från Chalmers kommer ett kvasioptiskt högtekniskt mätinstrument, stort som fyra sockerbitar, som ska mäta strålning i Herschels känsliga Hifi-instrument (står för ”heterodyn far infrared”).