KVANT

Kigger man på Månen lige efter Nymåne kan man se den mørke side - den der er oplyst af 'Jordskin'. Måler man intensiteten af jordskinnet kan man lære noget om Jordens reflektionsevne, eller albedo. Viden om albedo kan udnyttes i klimaforskning. Teknikken bag observation af jordskin beskrives i et nyt projekt som forskere ved DMI og Lunds Observatorium er i gang med.

Nye ⁶⁰Fe-⁶⁰Ni-isotop målinger i meteoritter viser, at asteroider der dannedes mere end 2 millioner år efter Solsystemets opståen indeholdt den kortlivede radioaktive isotop ⁶⁰Fe. Ældre asteroider indeholder derimod ingen spor efter denne isotop som produceres i særlige supernova miljøer. De nye resultater viser, at Solsystemet sandsynligvis dannedes i umiddelbar nærhed af én eller flere meget massive stjerner, muligvis i et miljø meget lig det man finder i Orion- eller Ørnetågerne.

Den aktuelle stjernehimmel. Astrofotos.

Efter 10 måneders rejse landede NASAs "Phoenix Mars Lander" den 26. maj på Mars. I denne artikel vil vi give Jer nogle af højdepunkterne fra missionen indtil nu.

Første direkte observation, med Hubble rumteleskopet, i synligt lys af en exoplanet.

Vi står på tærsklen til at finde svaret på nogle af astronomiens største spørgsmål: er Jorden unik, og findes der liv andre stedet i Universet? Kepler, en NASA rummission som netop er blevet opsendt, vil tage et stort skridt i retning af at besvare et af disse spørgsmål. Keplers hovedformål er at finde formørkende exoplaneter, dvs. planeter omkring andre stjerner end Solen, hvis baneplan ligger således, at de formørker lyset fra deres værtsstjerne ved at passere ind foran denne. Når dette sker, kan man bestemme planetens masse, radius og dermed dens gennemsnitstæthed, og det er muligt at udføre et væld af spændende opfølgende observationer, bl.a. at observere planetens atmosfære. Karakteristiske træk i atmosfæren på formørkende planeter kan måske inden for en overskuelig fremtid give os indikationer på, om der eksisterer liv andre steder i universet.

At overvære en total solformørkelse er et privilegium ikke alle mennesker får mulighed for. Du kommer aldrig til at glemme oplevelsen, når Månen med ufattelig præcision glider ind mellem Solen og Jorden. Åndeløst følger du den magiske stemning, når Månens skygge sniger sig ind over landskabet, som lades tilbage i et uvirkeligt skumringslys. Stjernerne lyser op på den mørke himmel, fuglene stopper med at synge, og temperaturen falder mærkbart.

En total solformørkelse er et af de smukkeste og mest mærkværdige naturfænomener man kan opleve. Har man først set Solens korona under gode betingelser bliver man nemt grebet af en stærk trang til at rejse afsted for at opleve det igen. Hver totale solformørkelse er desuden unik. Den foregår et nyt sted, har forskellig varighed og koronaen ser forskellig ud. I denne artikel forklares nogle af de astronomiske forhold der gør de totale solformørkelser så interessante og de kommende års totale solformørkelser diskuteres.

Planeternes opgangstider beregnet for København 2010

Den aktuelle stjernehimmel.

Vi er i Paris på det nye, velindrettede observatorium i august 1676. Gennem flere uger har der vaeret en heftig diskussion mellem tre af observatoriets ledende astronomer, direktøren Gian Domenico Cassini og hans to medarbejdere Jean Picard og Ole Rømer. I mange år har de alle omhyggeligt og systematisk studeret Jupiters måner og har nu opdaget, at Jupiters inderste måne opfører sig på en måde, som de slet ikke kan forklare. Det drejer sig om den tid, det tager for månen at foretage et omløb omkring Jupiter. Det ene ord tager det andet, idéer og forklaringer trylles frem, pludselig siger en af dem, at det hele kan forklares ved at antage, at lyset har en endelig hastighed: Mora luminis! - lysets tøven.

Galleri og den aktuelle stjernehimmel.

Galleri og den aktuelle stjernehimmel.

Den aktuelle stjernehimmel, Månens faser og planeternes positioner.

Livet har udviklet sig på Jorden i mere end 3.700 millioner år. De ældste spor af livet findes i sedimenter fra Isua i Vestgrønland og viser, at livet allerede på det tidspunkt var forholdvis avanceret, og sandsynligvis istand til at benytte solenergi til fotosyntese. Fotosyntese gør organismer i stand til til at gribe ind i Jordens geokemiske kredsløb og derved påvirke Jordens geologiske udviklling. Der er gode argumenter for, at dannelsen af Jordens kontinenter er en konsekvens af udviklingen af fotosyntese i Jordens tidlige mikrobielle økosystemer.

Forekomst af flydende vand menes at være afgørende for at finde spor af liv udenfor Jorden. Mars er i dag kold og støvet, tilsyneladende uden spor af liv. Men der er spor af flydende vand og dramatiske klimaændringer gennem godt 4 mia. år i Mars' geologiske historie. Tilsyneladende var betingelserne for liv engang opfyldt på Mars' overflade.

NASAs rummission Kepler, hvis hovedformål er at finde formørkende exoplaneter (planeter omkring andre stjerner end Solen), er i færd med at revolutionere exoplanet-feltet med sine opdagelser. Senest er over 1200 formørkende planetkandidater blevet offentliggjort, hvilket har mere end tredoblet antallet af kendte planeter og næsten trettendoblet antallet af kendte formørkende planeter. Vi kan hermed begynde at få et indblik i hyppigheden af forskellige planettyper omkring andre stjerner, og i den nære fremtid måske besvare spørgsmålet om, hvorvidt Jorden er unik eller almindelig i Mælkevejen. Blandt dette væld af planetkandidater er blandt andet det tætpakkede Kepler-11- system, som består af ikke mindre end seks formørkende planeter.

Den aktuelle stjernehimmel.

Solpletter er et tydeligt tegn på Solens aktivitet, og de er sandsynligvis blevet observeret gennem flere tusinde år. Det har også i mange år været klart, at der er sammenhæng mellem Jordens klima og Solens aktivitet, men vi er først nu ved at afdække den fysiske mekanisme bag sammenhænget.

I disse måneder ses planeten Venus klart lysede højt på sydvesthimlen allerede inden det bliver helt mørkt. Den nærmer sig det punkt i sin bane, hvor den passerer mellem Jorden og Solen. Onsdag den 6. juni passerer Venus ind foran Solen, så den kan ses i silhouet som en lille sort cirkel, der i løbet af nogle få timer bevæger sig forbi solskiven.

Blandt Solsystemets utallige asteroider, findes der nogle, der er løst bundne til planeterne via Lagrange-punkterne. For nylig blev det opdaget, at også Jorden har sin egen følgesvend. I denne artikel gives baggrunden til forståelsen af den komplicerede dynamik, og forskellige virkelige eksempler på nogle af Jordens mærkelige følgesvende.

NB: Datoer for Månens faser er rettet i forhold til den trykte version.

Det er ikke mere end 17 år siden den første planet uden for vores eget solsystem, der kredser om en hovedseriestjerne blev opdaget. Siden har vi opdaget over 600 nye exoplaneter, men langt de fleste af disse planeter er gaskæmper, med meget dårlige betingelser for liv. Vi kender flest gasplaneter simpelthen fordi de er lettest at opdage. Vi ved nu at exoplaneter er almindelige, men vi ved stadig ikke, hvor almindelige Jordlignende planeter med behagelige temperaturer, er i vores galakse. Med gravitationel mikrolinsning kan vi besvare lige netop dette spørgsmål. Dermed kan vi finde ud af hvor langt der er mellem de steder hvor E.T. kunne bo, og om dette kan forklare at han ikke har besøgt os endnu.

'3-legeme problemet', har videnskaben døbt dét problem, der opstår, når man skal forstå dynamikken for tre gravitationelt eller elektrisk bundne objekter, der er i indbyrdes kredsløb om hinanden. Det giver typisk nogle meget kaotiske baner. Fx kan to af objekterne finde på at 'rotte sig sammen' og smide det tredje objekt ud på langfart, mens de to tilbageblevne etablerer et stabilt 2-legeme system. Men så vender det tredje objekt tilbage og laver på ny ravage. Startbetingelser, der giver stabile systemer, er svære at finde, for der er 21 parametre, der alle kan variere fra nul til uendeligt, men det ser ud til, at en genetisk algoritme kan hjælpe med til at løse problemet.

I bogen 'Venuspiraterne', af forfatteren af Tarzan-bøgerne, finder man flere morsomme matematiske pointer.

Vil rummet fortsat næsten udelukkende være en arena for forskningsmæssig anvendelse, med en håndfuld ubemandede opsendelser årligt? Eller vil private virksomheder gradvist omdanne rummet til et 'vilde vesten', hvor unikke omgivelser kombineret med et juridisk vakuum vil skabe muligheder for økonomisk vækst?

I sidste halvdel af marts vil kometen PanSTARRS (C/2011 L4) være synlig på vesthimlen lige efter solnedgang. Den vil i alt fald være på himlen, men det kan sagtens være nødvendigt med en håndkikkert for at få øje på den. Det er straks et helt andet spørgsmål om det bliver et iøjnefaldende fænomen på aftenhimlen ligesom f.eks. komet Holmes i 2007 og de to meget klare kometer Hale-Bopp og Hyakutake i 1996 og 1997. Det var det ikke muligt at forudsige noget om i skrivende stund, midt i februar.

Saturn vil være på himlen i aften- og nattetimerne i starten af sommeren. Da den nærmer sig det sydligste punkt i sin bane, vil den stå lavere og lavere på himlen frem til 2018.

Kometen ISON passerede tæt forbi Solen den 28. november og bliver næppe så flot et syn som forudsagt.

Månens faser og og planeternes op- og nedgangstider gennem året 2014. Se nærmere forklaring på http://www.planetkalender.tk.

Solen kan være meget aktiv med voldsomme udbrud. Til andre tider sløv og rolig. Hvad er egentlig solaktivitet, hvordan opstår de store variationer, og hvad kan vi forvente i den nære fremtid?

Se forklaring på http://www.planetkalender.tk.

I november 1915 kunne Einstein efter mange års intenst arbejde fremlægge den endelige version af sin nye teori for tyngdekraften, der markerer et af videnskabens absolutte højdepunkter. Processen fra den specielle til den generelle teori var hård, til tider næsten en mental tortur. Lad os følge Einstein på hans rejse til den teori, der snart fylder 100 år.

Den 20. marts i år var der total solformørkelse i et bælte, der kun krydsede land på Færøerne og Svalbard. Her berettes om oplevelsen på en tur til Færøerne med en færge med ca. 800 solformørkelsesturister, herunder flere læsere af KVANT.

Den seneste totale solformørkelse, som kunne opleves fra Danmark, indtraf mandag den 28. juli 1851 og gik bl.a. igennem Nordjylland. Når man ikke selv kan rejse tilbage i tiden, er det næstbedste, at finde tegninger og beretninger om fænomenet i arkiver og rekonstruere begivenheden med et stjerneprogram. Denne solformørkelse var speciel ved, at det var første gang, at Solens korona blev fotograferet, med datidens teknik, daguerreotypi.

Det er velkendt, at nætterne er lysere og kortere om sommeren end om vinteren. Det hænger sammen med, hvor Solen står på himlen til forskellige årstider. Fænomenet lyse nætter optræder kun nord for 49 grader nordlig bredde og tilsvarende syd for 49 grader sydlig bredde.

Planeternes op- og nedgangstider hele året 2016. Se yderligere forklaring på http://www.planetkalender.tk.

Tidligt om morgenen - eller sent om natten - mandag den 28. september kan vi opleve en total måneformørkelse. Formørkelsen er total i perioden fra kl. 4:11 til 5:23 om morgenen.

Ved den totale solformørkelse i USA den 21. august 2017, er der arrangeret en rejse for medlemmer af Astronomisk Selskab og Amatør-Astronomisk Forening. [Fortsat fra bagsiden]

Ved den totale solformørkelse i USA den 21. august 2017, er der arrangeret en rejse for medlemmer af Astronomisk Selskab og Amatør-Astronomisk Forening.

For to år siden, den 22. november 2013, sendte Det europæiske Rumfartsagentur, ESA, tre satellitter i kredsløb i forskellige baner omkring Jorden. Målet med missionen er at opnå de hidtil bedste målinger af Jordens magnetfelt med henblik på at opnå ny viden om de fysiske processer i Jordens indre og i Jordens omgivelser til gavn for videnskaben og de mange anvendelser, som er knyttet til præcis viden om Jordens magnetfelt. Missionen, der har navnet ''Swarm'', er foreslået og udviklet af et internationalt konsortium med dansk videnskabelig ledelse.

Solsystemet ser ud til at have eksisteret stabilt i 4,5 milliarder år, og vi havde nok ikke været her, hvis det ikke havde været tilfældet. Men der er ingen garanti for, at det også holder sig stabilt de næste 4,5 milliarder år.

Merkur passerede ind foran solskiven den 9. maj 2016. Begivenheden startede kl. 13.12 dansk tid og himlen var fuldstændig klar. Med det rette udstyr kunne mange observere fænomenet.

Josef Loschmidts teori om den gravito-termiske effekt og relationen til Maxwell og Boltzmann belyses. Det påpeges, at Venus muligvis er den empiriske test af dette stridsspørgsmål. Eksperimenter af R.W. Gräff beskrives, og til slut gives et forslag til et eksperiment, der kan udføres i laboratoriet med henblik på at måle den eventuelle effekt. Rettelse: På side 25, 2. spalte er '117' rettet til '58' to steder i forhold til den trykte udgave i sætningen: ''Hvordan kan temperaturen nede nær den faste overflade være uændret, når man har 58 dage med sol efterfulgt af 58 dage med nat?''.

Denne artikel lader de to fagområder astronomi og litteratur mødes i fem danske tekster fra de fem århundreder fra 1500-tallet til 1900-tallet. Alle teksterne behandler på forskellig måde det astronomiske fænomen solformørkelse: sådan som den opleves af mennesker til forskellige tider, fx som forvarsel om kommende ulykker eller som udtryk for en samlende kosmisk kraft; sådan som den kan bringes i sammenhæng med en verdensanskuelse og et verdensbillede; og sådan som beskrivelsen af den kan udnyttes af en skribent i privat eller kunstnerisk øjemed. De fem tekster er af Peder Flemløse [1] (1500-tallet), Anders Arrebo [2] (1600-tallet), Ludvig Holberg [3] (1700-tallet), B.S. Ingemann [4] (1800-tallet) og Thøger Larsen [5] (1900-tallet).

I dette temanummer af Kvant vil vi fremhæve tre spændende områder, der angriber det store spørgsmål på vidt forskellige måder. Hvorfor er vi her? Svaret ligger ikke lige for, men vi er i de sidste par årtier kommet det meget nærmere ved at angribe det fra mange forskellige sider: 'Meteoritter og det tidlige Solsystem', 'Mars' og 'Exoplaneter'.

Set med et menneskes forholdsvis begrænsede tidshorisont vil de fleste nok opfatte Jorden og resten af Solsystemet som evige og uforanderlige. Trods denne tilsyneladende uforanderlighed er vi vant til, at alting har en begyndelse og en afslutning, og vi har derfor spekuleret over hvordan verden opstod, lige så længe som vi har været intelligente nok til at fundere over andet end at overleve og føre slægten videre. De fleste religioner har derfor en skabelsesberetning, der vidner om vores higen efter svar på det nok største spørgsmål, vi kan stille: Hvorfor er vi her?. Det er den samme higen efter svar der driver forskerne, og vi er nu kommet så langt, at vi, i store træk, kan beskrive den serie af begivenheder, der begyndte med Big Bang og ultimativt endte med at mennesket havde udviklet sig til en niveau, hvor vi kan begynde at rekonstruere vores egen forhistorie.

I laboratorierne på Institut for Plante- og Miljøvidenskab (PLEN) arbejder hvert år et hold af studerende med at gøre bemandede Mars-missioner mulige. Ved at kombinere syntesebiologi og rumforskning, undersøges det, hvordan man ved genmanipulation kan gøre forskellige typer af planter og bakterier mere hårdføre overfor Mars' miljø, samtidig med at de kan producere medicin, kemikalier eller plastik til brug for astronauterne.

De følgende regneopgaver skal ses i tilknytning til artiklerne i dette temanummer af KVANT om Meteoritter og Solsystemet. Opgaverne er tiltænkt gymnasiets fysikundervisning (C til A-niveau). Håbet er, at elever, ved at arbejde mere i dybden med udvalgte emner, får lyst til at vide mere. Enkelte trykfejl (markeret med fed) er rettet i den elektroniske version.