Så nära himlen man kan komma i jordelivet

1999-02-24 07:53  
Varifrån kommer vi? Och vart är vi på väg?

Svaren på mänsklighetens innersta frågor söks nu på en av jordens märkligaste platser. Här, där allt vatten flytt mark och luft. Här, där floderna är av sten och sjöarna av salt. Här, där luften är så torr att ingenting skymmer sikten mot stjärnhimlen.

I nästa vecka, 5 mars, invigs det europeiska sydobservatoriets nya stjärn-kikare på Cerro Paranal, en bergstopp i nordligaste Chile. På nästan tretusen meters höjd, mitt ute i den beryktade Atacamaöknen, står de fyra stora plåthus som döljer världens största och mest avancerade teleskop. Trots den relativt ringa höjden över havet ligger det nya observatoriet ändå så nära himlen man kan komma i jordelivet.

Atacamaöknen är världens torraste plats. Det är främsta skälet till att världens största stjärnkikare hamnat just här. Nästan ingenting skymmer sikten ut mot kosmos, vilket gör att observatoriet mycket väl kan tävla med Hubbleteleskopet, som svävar ute i tomma rymden. Den lilla störande atmosfär som trots allt återstår kompenseras bort med avancerad teknik.

Teknikerna på Cerro Paranal kan inte låta bli att berätta att deras fyra stjärnkikare samlar in lika mycket astronomiska data under en natt som Hubble gör under hela sin livstid. Och att hela observatoriet är billigare än vad enbart Hubbleteleskopets "kontaktlinser" kostade. (Kontaktlinserna monterades i efterhand för att kompensera ett pinsamt tillverkningsfel). Totalt, när allt är färdigbyggt om fem år, kommer observatoriet att ha kostat drygt fyra miljarder kronor.

För astronomerna är storleken det allra viktigaste. Ju större teleskop de har desto djupare kan de tränga in i världsalltets mysterier och desto närmare universums födelse når de.

Och de fyra identiska teleskopen på Cerro Paranal är verkligen stora. Att stå bredvid dem är som att stå intill ett trevåningshus. Vart och ett har en primärspegel med 8,2 meters diameter. Det medför en ljusfångande yta på drygt femtio kvadratmeter. Får teleskopet en timme på sig kan det se en stjärna som är fyra miljarder gånger svagare än vad det mänskliga ögat kan upptäcka.

Är inte det nog kan alla fyra teleskopen kopplas ihop. Stadigt riktade mot samma punkt på stjärnhimlen fångar stjärnkikarna under en natt in tillräckligt med fotoner för att kunna avbilda universums mest fjärran objekt. Och ju längre ut i rymden astronomerna kan se desto längre tillbaka i tiden skådar de. De svagaste och mest avlägsna stjärnorna finns i det unga kosmos, strax efter den stora smällen för mer än tio miljarder år sedan.

En lång rad astronomer står på kö för att använda stjärnkikarna på Cerro Paranal. Det första halvårets observationstid är redan fulltecknad och bara en bråkdel av alla ansökningar har beviljats. Här är exempel på vad de hoppas kunna göra: Astronomerna ska mäta universums grundläggande egenskaper som expansionshastighet, densitet och geometri. Därmed hoppas de få reda på allt om universums framtida öde.

Astronomerna vill se hur de allra första babygalaxerna bildas och när det allra första ljuset uppstår. De kan se hur de olika typer och former av galaxer vi kan se idag utvecklades: . De ska också studera hur de svarta hålen uppstår i centrum på galaxerna. Finns de i alla galaxer? Och är de upphovet till galaxerna eller är det deras slutstation?

Astronomerna vill även se hur materien fördelar sig i rymden vid olika tidpunkter i universums ålder. Idag är galaxerna ojämnt spridda i universum och klumpar ihop sig i ett nätliknande mönster. Men hur var det i tidernas begynnelse?

Astronomerna söker också efter den gäckande mörka massa som spökar ute i rymden. Merparten av universums massa är osynlig och ingen vet idag vad den består av.

Astronomerna ska också studera hur nya stjärnor och planeter bildas ur rymdens diffusa gas och hur de lever sitt liv. Vilka betingelser krävs för att en stjärna ska födas? Varför slutar de antingen som svarta hål, neutronstjärnor eller vita dvärgar? Varför exploderar en del som supernovor?

Astronomerna vill gärna upptäcka planeter runt andra stjärnor än vår egen sol och beskriva deras natur. De vill finna de planeter som kan tänkas bebos av något slags liv och studera hur vanligt det är med planetsystem runt stjärnorna. Astronomerna kommer också att studera vårt eget planetsystem, med dess planeter, asteroider och kometer. De vill se om det finns ännu okända objekt bortom Neptunus och Pluto.

Allt detta kan de stora stjärnkikarna på Cerro Paranal bidra till när de tas i drift 1 april. Då blir det första av de fyra teleskopen tillgängligt för astronomerna, med ett instrument för synligt ljus och ett för infrarött. Därefter kommer de tre övriga teleskopen med sina respektive instrument att tas i bruk med ett års mellanrum. Sammantagna kan de tolv instrumenten, tre på varje teleskop, registrera alltifrån ultraviolett till infrarött ljus (300 nanometer till 25 mikrometer).

Slutligen, några år in på det nya seklet, kommer två eller fler av de fyra telskopen att kunna kopplas ihop till en gigantisk interferometer. Teleskopen fungerar då tillsammans som om de vore ett enda teleskop med tvåhundra meters diameter. Då får observatoriet de häpnadsväckande prestanda som gör att astronomerna, åtminstone i princip, kan se en gubbe på månen. Upplösningen är då bättre än en tusendels bågsekund, vilket motsvarar att en stockholmare skulle kunna se en mygga i Lappland.

Tankarna på observatoriet på Cerro Paranal började ta form redan för tjugo år sedan. Bygget på platsen började 1991 och inleddes med att kapa av de översta trettio meterna av bergstoppen. På den tjugo tusen kvadratmeter stora platån står nu de fyra teleskopen. För att inte störa vindarna är alla icke nödvändiga byggnader, som maskin- och kontrollrum, förlagda längre ned längs bergssidan.

Ett par kilometers bilväg ned från stjärnkikarna ligger den lilla by som rymmer bostäder, matsal och verkstäder för dem som arbetar på berget. Idag består bostäderna av inredda stålcontainrar, men om några år kommer ett hotell att byggas för anställda och gästande astronomer.

Just nu är det jäktigt på berget; vägarna ska vara asfalterade och området uppsnyggat innan dignitärerna, med Chiles president Eduardo Frei i spetsen, inviger observatoriet 5 mars.

Det nya observatoriet ägs av ESO, det europeiska sydobservatoriet. Bakom den europeiska organisationen står Tyskland, Frankrike, Italien, Holland, Schweiz, Belgien, Sverige och Danmark. Den svenska andelen av den årliga budgeten på drygt 800 miljoner kronor är knappt fyra procent. Huvudkontoret med tvåhund-ra anställda ligger utanför München. I Chile finns ytterligare ett sjuttiotal anställda européer och hundrafemtio chilenare.

ESO har sedan drygt tjugo år ytterligare ett observatorium. Det ligger på La Silla sjuttio mil längre söderut i Chile. Där finns fjorton optiska teleskop, det största med en spegel på 3,6 meter, samt ett femtonmeters radioteleskop under svensk ledning.

En stor del av tekniken på Cerro Paranal har redan testats på La Silla. Där finns NTT, New Technology Telescope, en modern stjärnkikare med 3,5 meters spegel som försetts med nästan all ny teknik som ska användas på Paranal. Samma dataprogram för teleskopstyrning och datahantering, liksom miniversioner av de astronomiska instrumenten har provats på NTT.

Så när de stora teleskopen i Atacamaöknen tas i drift 1 april så har tekniken redan prövats på riktigt. Det har medfört att installationen av de högtekniska systemen har gått som på räls. Trots en del problem under byggtiden har tidsschemat hållits. Redan flera veckor före den utsatta dagen för "det första ljuset", den 25 maj 1998, kunde teknikerna se stjärnljus genom kikaren. Det som har strulat har främst varit triviala, men ack så viktiga, detaljer. Den omfattande vattenkylningen är ett exempel:

All spillvärme från elektronik, motorer och annan elektrisk utrustning måste kylas bort. Värmeförlusterna från varenda watt el som förs in i teleskophusen måste transporteras ut igen. Därför är varenda motor och vartenda elskåp vattenkylt och så fort yttemperaturen på en apparat överskrider omgivningens temperatur med en grad så sätts vattenkylningen igång och för ut värmen till stora radiatorer någon kilometer bort.

Det omfattande kylsystemet, med många böjliga slangar och rörliga tätningar, har läckt vatten vid flera tillfällen. Tyvärr har vattnet ibland sköljt över känsliga utrustninga. Bland annat har fukt trängt in i instrumenten och spegeln fått vattenfläckar.

Upp till tre megawatt el framställs i observatoriets eget dieseldrivna kraftverk. Elverket försörjer såväl de fyra teleskopen som verkstäderna och byn vid foten av Cerro Paranal.

Allt bränsle, liksom allt vatten och alla andra förnödenheter, transporteras till berget med bilar de tolv milen från närmaste stad. Stora tankbilar dundrar fram med sin livsviktiga last på den snustorra ökenvägen.

För här, på jordens torraste plats, är det så mycket öken det någonsin kan bli. Även om all fukt i luften regnade ner på sanden så skulle regnmätaren bara visa en millimeter.

Anders Wallerius

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt

Läs mer