17.09.2014
Foredrag ved Knut Jørgen Røed Ødegaard, 16. januar:

Gammaglimt - det store kosmiske mysteriet

Det man først trodde var militære atomprovesprengninger bak månen, viste seg å være uforklarlige fenomener fra det ytre rom. Supernovaer? Svarte hull? Nøytronstjerner? Dette foredraget forteller om veien fram til forklaringen av det gåtefulle fenomenet "gammaglimt".

Utdrag fra foredraget:

Den 2. juli 1967 kl. 16.19 norsk tid gjorde et observatorium i bane rundt Jorden en oppdagelse som har fått gigantiske konsekvenser for vitenskapen. Men det skulle gå lang, lang tid før betydningen ble forstått.

Fenomenet som ble oppdaget utviklet seg til å bli et av de aller største og mest seiglivede mysteriene i verdensrommet. Da man for få år siden begynte å ane løsningen, var den enda mer forbløffende enn noen kunne ha forestilt seg.

Kald krig

På 1960-tallet var den kalde krigen på sitt kaldeste. USA var redd for at Sovjetunionen skulle prøvesprenge atomvåpen på Månens bakside eller andre steder i verdensrommet. På den måten fryktet man at de kunne utvikle våpen i det skjulte. Våpentesting i rommet var forbudt etter en internasjonal avtale som ble inngått i 1959.

USA utviklet og sendte ut i rommet en serie satellitter som skulle overvåke rommet på jakt etter signaler fra kjernesprengninger. Disse militære Vela-satellittene søkte etter intense, men kortvarige blaff av gammastråling, som er ekstremt energirik stråling. Den er av samme type som lys, men gjerne millioner ganger mer energirik. På grunn av Jordens atmosfære er det ikke mulig å observere gammastråling fra verdensrommet på bakken; man må sende observatorier ut i rommet.

De første satellittene var ganske primitive, men utover på 1960-tallet ble de flere og noe bedre. Forstyrrende stråling fra Solen og andre kosmiske kilder var et stort problem for tolkningen av observasjonene. Etter hvert kunne simultane observasjoner fra to ulike Vela-satellitter sammenlignes. Dette måtte gjøres manuelt og var ekstremt tidkrevende.

Forbløffende oppdagelse

I mars 1969 satt forskerne Ray Klebesadel og Roy Olson ved det militære forskningslaboratoriet Los Alamos National Laboratory og gikk møysommelig igjennom dataene. Tusenvis av utslag var bare registrert av en av satellittene. Plutselig kom de over en registrering gjort 2. juli 1967 kl. 16.19 norsk tid som var gjort samtidig av begge satellittene. Signalet var kraftig og ytterst ekstraordinært: Det hadde to sterke maksima. Det første varte under et åttendedels sekund, det andre i to sekunder. Prøvesprengninger var ikke forventet å gi slike stråleblaff.

Forbløffede og til å begynne med også forskrekkede forskere måtte konstatere at gammastrålingen ikke kom fra atomsprengninger på Månens bakside, men det ytre rom!

Fenomenet gammaglimt var oppdaget. I årene som kom ble en lang rekke gammaglimt observert med stadig mer sofistikerte Vela-satellitter og etter hvert også andre satellitter.

Gammaglimt arter seg som kortvarige blaff av gammastråling fra verdensrommet. De kan vare fra brøkdelen av et sekund til et minutts tid. Noen veldig få kan holde det gående i opptil 15 minutter. Dette er i astronomisk sammenheng svært kortvarige fenomener. Stjerner lever i millioner eller milliarder av år, vårt solsystem er 4,6 milliarder år gammelt og selv stjerneeksplosjoner varer fra mange dager til flere måneder.

Fenomenet ble først kjent for offentligheten i juni 1973 da den første rapporten ble skrevet i et internasjonalt forskningstidsskrift. Hvorvidt man aktivt forsøkte å hemmeligholde oppdagelsen eller ikke hersker det uenighet om.

Fenomenet var virkelig et mysterium og nye og forbedrede observasjoner utover på 1970- og 1980-tallet gjorde mysteriet bare enda større. I løpet av 25 år ble det skrevet 5200 vitenskapelige arbeider om gammaglimtene, men uten at man hadde noe som helst konkret å forholde seg til utenom observasjonene av kortvarige gammastråle-blaff. Fantasifulle teorier spant fra antimaterie, planeter som falt i sorte hull, sær og ukjent materie til nøytronstjerner. Detaljerte kurver over gammastrålingen ble studert, analysert og behandlet med alle tenkelige statistiske metoder. Det viste seg snart at det er to hovedtyper av gammaglimt: De intense og kortvarige med midlere varighet 0,2 sekunder og de langvarige med typisk varighet 10 – 20 sekunder.

Ingen kilder var kjent og forskerne var svært uenige om fenomenet kom fra vårt eget solsystem, vår galakse, omgivelsene til vår galakse eller fra meget fjerne galakser. Det var aldri observert lys eller annen type stråling som kunne knyttes til gammaglimtene. Det eneste som var sikkert var at gammastrålingen kom fra det ytre rom.

Det første store gjennombruddet

Debatten om fenomenets karakter raste som verst da det avanserte observatoriet BATSE (Burst And Transient Source Experiment) og resten av NASAs Compton gammastråleobservatorium (CGRO) ble sendt ut i rommet våren 1991. Gammastråler er meget vanskelige å observere selv fra rommet. Strålene er så energirike at de trenger gjennom linser, speil og andre instrumenter som benyttes for å fokusere lys til bilder. Svært spesielle metoder må derfor benyttes og spesielt krevende er det å bestemme nøyaktig posisjon for kilden. Uten gode posisjoner er det håpløst å lete etter kilder blant myriadene av stjerner og galakser.

BATSE kunne gi relativt nøyaktige posisjoner. Ikke raskt nok og nøyaktig nok til at astronomene klarte å finne lyskilder. Men nøyaktig nok til at de kunne finne ut hvordan gammaglimtene fordelte seg over himmelen. Stjernene som observeres med en sterk stjernekikkert er svært ujevnt fordelt. I melkeveibåndet, kan teleskopene vise millioner av stjerner, langt unna dette båndet er det langt mellom stjernene.

Ganske raskt ble det klart at gammaglimtene fordeler seg helt jevnt over himmelen. Oppdagelsen var meget viktig fordi den eliminerte mange av teoriene for hva gammaglimtene kan skyldes.

For at det skal være like mange gammaglimt i alle retninger, må kildene ligge jevnt fordelt rundt oss. Kildene kan følgelig for eksempel ikke ligge i Melkeveien, siden det danner et bånd over himmelen. De gjenværende teoriene varierte fra kilder i ytterkanten av Solsystemet, kilder rundt vår galakse til svært fjerne galakser. Alle teoriene hadde store svakheter, den sistnevnte var for eksempel meget problematisk fordi kildene i så fall måtte være uforklarlig energirike. Ellers ville ikke gammaglimtene være så intense som de er hos oss på svært stor avstand.

NASA-observatoriet var i rommet i 9 år og observerte over 2500 gammaglimt. Oversiktene over alle observerte gammaglimt viser ingen tegn på overhyppighet i noen retninger.

Hør hele foredraget torsdag 16. januar kl. 13.03 og 21.30, eller lørdag 18. januar kl. 7.03 i P2!

Du kan også høre foredraget her på nettet ved å bruke linkene ovenfor.

Knut Jørgen Røed Ødegaard

f. 1966, cand. scient. i astronomi, er forsker ved Institutt for teoretisk astrofysikk ved Universitetet i Oslo. Han har oversatt flere bøker, bl.a. "Big Bang", "Svarte hull" og "Stjerner og planeter". Han har skrevet internett"boken" Sola, og er forfatter av uttallige nyhetsartikler om astronomi, samt aktiv i radio og TV. For tiden er han leder av Norsk Astronomisk Selskap og redaktør for nettstedet astronomi.no.

Lyd og video

Lenker