Slut med sommer, men ikke med solen

 Skrevet a PhD-studerende Thea Falkenberg

Så er hverdagen vendt tilbage efter en lang og varm sommer. Jeg har arbejdet det meste af sommeren, men har dog fået lidt tid til at nyde solen. Mit foredrag i Århus blev en kort fornøjelse, da ingen dukkede op. Desværre for højskolen havde det været tilfældet for alle deres naturvidenskablige fordrag, men de håbede på at det blev bedre til næste år. Personligt ville jeg nu også mene, at i strålende sol og et par og 30 graders varme ville jeg ikke frivilligt sætte mig ind i et forlæsningslokale

 

Her i efteråret vil jeg bruge det meste af min tid på at se på modelleringer af solens aktivitet og dens indflydelse på jorden og Mars, samt arbejde videre med Mars’ magnetfelt og partikler. Mit håb er at kunne finde en sammenhæng mellem data om magnetfelter og partikler- ved at se et sammenfald mellem et kraftigt magnetfelt og tilstedeværelsen af energirige partikler.

Solen udsender hele tiden partikler, mens der under et soludbrud bliver udsendt ekstra energirige partikler

Modeller for solens opførsel og dens dens påvirkning af miljøet på planeterne bliver udviklet over hele verden ud fra forskellige teorier om udbredelsen af partikler fra solen. Der er mange parametre, der spiller ind, og det er derfor enormt svært at modellere noget præcist, ligesom det er svært at lave nøjagtige modeller for jordens klima.

Man kan dog sammenligne modeller med faktiske målinger og derudfra vurdere værdien af en model i en givet situation. Dog er der til tider ikke tilstrækkelige datamålinger, til at vi har noget at sammenligne og verificere modellerne med, og det kan derfor være svært at lave en endelig vurdering af en models brugbarhed.

Hvis man alligevel får udviklet en model, man tør stole på, kan man f.eks. bruge den til at analysere, hvordan et soludbrud et givet sted på solen, påvirker Jorden (eller Mars). Man kan også sige noget om hvilke partikler, der kommer hvornår og hvordan og med hvilken hastighed. Det kan for eksempel bruges i forbindelse med klima, ændringer i magnetfeltet og forebyggelse af skader på satellitter.

Mars

I oktober besøg fra Washington, hvor de har et stort modellerings center (CCMC) og i November er der European Space Weather Week i Bruxelles så der er nok at forberede sig på.

Derudover døde min computer i sidste uge (igen!!!) og den slags kræver også lidt tid, selv om det ikke er helt så spændende som resten af mit arbejde. Jeg vil så lade dem, at de kom to dage efter og skiftede blæser og motherboard på den så jeg reelt kun måtte undvære den i 2 dage.

Den lange vej til L2

 af  Carol Anne , astrofysiker
 
Hvis du ejede en astronomisk satellit, som skulle observere det ydeste rum i 2 til 4 år, hvor ville du placere den? Her er nogle fakta til at hjælpe med dine overvejelser:
 
 - Instrumenterne skal altid pege væk fra Solen og Jorden
 - Antennen skal altid pege mod Jorden
 - Hele himlen skal observeres i 6-7 måneder i løbet af perioden
 - Banen må være stabil og beregnelig.
  
Sådan er begrænsningerne for Planck satellitten, som opsendes indenfor nogle måneder – nogle af dem i hvert fald.  Problemet med de traditionelle baner omkring Jorden, som dem der bruges af kommunikationssatellitter, og INTEGRAL satellitten, er at man risikerer at komme tæt på Jordens strålingsbælter på en del af banen (her slukker vi for INTEGRAL). Med en satellit så enorm følsom som Planck, vil man også undgå, at instrumenterne peger mod Solen og Jorden, fordi de udsender forstyrrende signaler.
 
I 1772 opdagede den franske matematiker, Joseph-Louis Lagrange, noget som i sin tid måtte have virket frygteligt akademisk og nytteløs, men bruges dagligt til rummissioner i vore dage. Lagrange opdagede at i hvert tyngdekraftssystem bestående af to store legemer (f.eks. Solen og Jorden), som kredser rundt om hinanden, er der 5 særlige steder hvor små legemer (f.eks. en satellit) kan stå stille i forhold til de to store.
 
Til Planck satellitten vil vi bruge Lagranges punkt nummer 2. L2 findes langt bagved Jorden set fra Solen – faktisk 1.5 millioner kilometer fra Jorden, Det gode ved L2 er, at den altid ligger bagved Jorden, selv når Jorden kredser rundt om Solen. Derfor kredser L2 også om Solen, sammen med Jorden.
 
Antennen kan pege mod Jorden mens instrumenterne peger langt ud i rummet, væk fra Solen, Jorden og Månen. Når først satellitten når hen til L2, nogle måneder efter opsendelsen, kan den kun observere
halvdelen af himlen. Resten ligger for tæt på Solens retning.Men efter seks måneder er Jorden og L2 nået til den anden ende af Jordens bane og resten af himlen kan observeres.

Planck kommer ikke til at blive ensom på L2 – den vil have flere andre astronomiske satellitter til at holde sig med selskab Men der er stadig meget at lave her på Jorden før Planck kan sendes den lange vej til L2.

En unik rapid burster

 af Carol Anne, astrofysiker

 I sidste uges afsnit, fik I introduktion til INTEGRALs Picture Of  the Month (POM) som faktisk også kan findes hos ESA. Min kollega Søren Brandt har bidraget  til POM med noget meget spændende, og så vidt vi ved enestående i universet: lyskurven fra ‘The Rapid Burster’. 
 
Ved at klikke pa ‘May 2008′ kan man se at billedet af lyskurven.  Som navnet antyder, er objektet det eneste kendte af denne type. Noget unikt, mystisk og spændende. Men hvad er en lyskurve for noget, og hvad kan den fortælle os? 
        
Forestil dig, at du står foran en mikrobølgeovn. Ovnen er oplyst indeni af en elpære. Når du står foran ovnen kan du se hvordan lyset fra elpæren ændrer sig i styrke som maden roterer. Hvis du havde et måleinstrument, som kunne sætte et nøjagtigt tal på lysets styrke hver sekund (eller endnu oftere), kunne du tegne en detaljeret lyskurve ud fra tallene. 
        
Og hvis du var meget snedig, kunne du drage slutninger om madskålens form, bane og størrelse i forhold til pæren. Tænk om man kunne følge med i en pakke popcorns faser, efterhånden som den bliver opvarmet – bare ved at kigge på lysets varierende styrke.
        
Sådan en bestemmelse af to forskellige objekters forhold til hinanden ses i POM’en fra juli 2008. Her har forskere kunne konkludere, at en stor stjerne, som kredser rundt om en lille neutronstjerne, der udgiver stærk røntgen stråling, er deformeret af makkerens  kraftig tyngdefelt og voldsomt opvarmet af dens røntgenstråling. Så meget kan man lære fra en lyskurve.

Sørens lyskurve af The Rapid Burster handler ikke om variationer i lysstyrke, men om variationer i objektets egne aktiviteter – i dette tilfælde, hvordan enorme klumper af supervarm gas hyppigt falder ned på stjernens overflade med voldsomme følger. Det, som er mest interessant ved lyskurven, er hvor utrolig regelmæssigt mekanismen, som regulerer indfaldet faktisk er.        
           
Lyskurver kan observeres af noget så begrænset som det menneskelige øje. Hvem har ikke kigget på de funklende stjerner og tænkt at  vi kunne lære så meget af dem?

Det lille hjem på nettet

 

 af Carol Anne, astrofysiker

En hel del af mit arbejde foregår på nettet. Det er et godt sted at udveksle dokumenter og data mellem de institutter, som samarbejder på de store rummissioner. Videnskabsfolk kan downloade deres nye data, næsten direkte fra satellitter og kikkerter, fra forskellige websider.
 
En af de vigtigeste steder for INTEGRAL projektet, og dermed for os som  vedligeholder JEM-X instrumenterne, er ISDC i Geneve. ISDC er data- behandlingscenter for INTEGRAL satellitten og deres hjemmeside er et sted, jeg besøger næsten hver dag: http://isdc.unige.ch/
Prøv det bare selv – klik på ‘Outreach’, hvis resten virker for tørt og teknisk.
 
ISDCs webside er bestemt ikke så farverig som mange andre mindre tekniske sider, men den indeholder noget, som andre sider mangler: POM, Picture of the Month. POM er et lille udpluk af alle de nyeste videnskabelige resultater fra INTEGRAL satelliten med en kort beskrivelse af, hvad figuren viser.
 
Hvis man vil føle sig helt up-to-date med røntgenastronomi, kan man klikke sig ind her hver måned, og få fornemmelsen af den ‘ydeste grænse’, som vi erfarer næsten hver dag. ISDCs POM side har sikkert et mere udsøgt publikum end YouTube eller Arto.  

ISDCs wedside er som et hjerte, der pumper livgivende viden, ideer, og beslutninger rundt, så  der er ikke noget at sige til, at vi keder os lidt, hvis nettet går ned.

Besøg fra European Space Agency

 Skrevet af PhD-studerende Thea Falkenberg

Jeg er lige blevet ansat som PhD studerende her på DTU Space, hvor jeg beskæfiger mig med Magnetfelter på Mars. Jeg er en del af den gruppe, der arbejder på at udvikle et magnetometer (et apperat der måler magnetfelter) til den næste Europæiske Mars mission, ExoMars.

Viden om magnetfelter er vigtigt, da det fortæller meget om planetens opbygning og kan give os vigtig indsigt i dens udvikling, både historisk og fremtidig. På Mars håber vi bl.a. at forstå hvorfor Mars lader til engang at have haft et globalt magnetfelt, men ikke længere har det og i denne forbindelse finde ud af hvorfor Mars atmosfære er så tynd som den er.

Selv om launch først er i 2013, er der allerede nu enormt mange krav til, hvor langt vi skal være kommet i vores udviklings fase. I den forbindelse har to repræsentanter fra ESA (European Space Agency) været på besøg i sidste uge for at inspicere, at vi har styr på alting, og at alt hvad vi har informeret dem om er  ordentlig dokumenteret.

Alt i alt er besøget gået rigtig godt, og ESA repræsentanterne virker meget tilfredse med vores instrument, hvilket betyder, at vi burde kunne nå at være klar til PDR (Preliminary Design Review) til november,  hvor al vores dokumentation skal afleveres.

Derudover er jeg ved at forberede mig  til et foredrag om magnetfelter på Mars, som jeg er blevet bedt om at holde i Århus i slutningen af Juli. Det bliver mit første ”rigtige” foredrag for mange mennesker, så det bliver spændende.

Hjemvendt fra Mars

  Skrevet af Lone Djernis Olsen, Fysiker

Så er jeg tilbage i Danmark efter nogle spændende uger i Phoenix Science Operations Centre i Tucson, Arizona. I alt seks danske forskere er stadig derovre og arbejder med deres eksperimenter på Phoenix.

Siden jeg rejste hjem, er det blevet bekræftet, at det er is, Phoenix har fundet lige under den støvede overflade på landingsstedet, og man har desuden analyseret en jordprøve og fundet stoffer som magnesium, natrium og klorid, der på Jorden fungerer som næringsstoffer for planter. Så stemningen derovre er god, og det meste af Phoenix holdet har netop taget sig en tiltrængt fridag og fejret d. 4. juli med et fælles poolparty hos en af de lokale forskere.

Morten Bo Madsen, som leder marsgruppen på Niels Bohr Institutet, blogger i øvrigt videre på videnskab.dk, så her kan man følge med i, hvordan det går med Phoenix og specielt de danske deltagere i missionen. http://www.videnskab.dk/content/dk/blogs/bloggen_fra_mars

Skal konferencegæster se Christiania?

I Skrevet af Carol Anne, astrofysiker

I september skal vi i JEM-X gruppen være værter for den næste INTEGRAL workshop – nummer 7 i rækken.  Workshoppen vil løbe over en hel uge, og der kommer over 150 deltagere fra hele verden.

Mildt sagt er der masser at lave i forbindelse med workshoppen. Jeg er medlem af LOC (Local Organising Committee) og bliver så småt involveret i planlægningen.

Igår var vi ude ved Eigtveds Pakhus, hvor arrangementet skal holdes og vejret var igen pragtfuldt for såden en tur ud af huset. Men vejret volder os mange bekymringer: Vi har nemlig arrangeret en tur til Hven for de mange besøgende, og hvad skal vi lave, hvis det er for vådt at besøge Hven i September? Hvad kan man lave som er a) gratis (pengene er allerede brugt på Hven) b) indendørs c) tæt på d) underholdende og muligvis e) videnskabeligt ???
Forslag på et postkort, tak.

Selvom der kun var videnskabelige foreberedelser af tage sig af, ville vi have arbejde nok: Vi har fået indsendt 150 oplæg fra kommende deltagere. De bedste forslag bliver præsenteret som foredrag i det store lokale, mens de mindre forslag præsenteres som plakater i et sidelokale med te og kaffe. LOCs formand bekymrer sig lidt om, at folk foretrækker at drikke kaffe fremfor at læse andre forskeres plakater. Selv LOC kan ikke tvinger folk til at være videnskabelige hele tiden.

Det ikke-videnskabelige arbejde dækker så stort et område, med så mange små detaljer, at vores PI foreslå at det hele skal køres som en rummission med materielelister og en FRR (Flight Readiness Review) til sidst. Vi har i hvert mange ting, der skal tages beslutning om: skal ægtefæller have deres eget program af begivenheder? Skal vi holde frokostpauser i Christiania bare for at vise besøgende en anden side af dansk kultur? Er orlogsmuseet gratis på en tirsdag? Hvilket underholdende astronom kan vi lokke til at holde tale under konferencemiddagen?

Vi bliver en meget broget og nørdet flok i september, men I kommer sikker til at se os på fjernsyn, eller vandrende rundt på gaderne i København med vores konferencetasker og bærbare computerer. Hils gerne på os. Vi er ikke farlige, og ligesom mig er mine kollega’er altid glade for at snakke løs om deres forskning – ellers havde vi ikke nogen workshop!

De største brag siden Big Bang

Skrevet af Carol Anne, Astrofysiker

Som lovet sidste uge, kære læser: Gamma-Ray Bursts

For lang, lang, lang tid siden,* i en galakse  langt, langt, langt væk**, skete der noget katastrofalt for en*** kompakt stjerne. Den eksploderede og sendte en kraftig stråle af gammastråling og røntgenstråling ud i rummet.
 
Lyset for afsted gennem det tomme, kolde, mørke rum, indtil nogle af strålens fotoner til sidst**** ramte en satellit i kredsløb omkring en lille blågrøn planet, som kredsede omkring en helt almindelig gul stjerne, som aldrig kunne finde på at lave den slags ballade. De pludslige signaler  fra satellittens detektorer fik et EDB program til at sende beskeder til stjernekyndige over hele planeten.

“Yes!!!” råbte nogle af dem “INTEGRAL har set endnu en GRB! Og vi har data-rettigheder til den!”
 
Hvad er de mystiske  GRB’er egenlig udover de voldsomste, mest lysende eksplosioner siden Big Bang? 

Den førende teori handler om store stjerner (100 eller mere gange så stor som Solen), som er løbet tør for brændestof, og hvis kerne skrumper katastrofalt under tyngdekraften og derved kollapser til et sort hul i løbet af nogle sekunder.

Her er nogle kolde, klare fakta:

-GRB’er stammer fra fjerne svage galakser overalt i Universet.

-Den fjerneste, som er observeret, var omkring 12 milliarder lysår væk.
En typisk afstand er 8 milliarder lysår. Det vil sige at det  har taget 8 milliarder år for lyset at nå os, og eksplosionen selv skete 3 milliarder år før, vores lille blågrønne planet blevet dannet.

-De første GRB’er blev fundet af en amerikansk spionsatellit, som var  på udkig efter ulovlige atombombesprængninger - og der gik nogle år før millitæret ville indrømme, at de havde set noget
interessant – eller at de endda ejede sådan en satellit.

-De er meget kortvarige, og kan typisk ses i nogle sekunder 

Kollapser’ teorien en spændende nok, men der findes mange andre  teorier: hvide dværgstjerner, som kredser rundt om hinanden indtil de smelter sammen; neutron stjerner som rammer hinanden; dannelse af neutronstjerner med enorme magnetiske felter. Ideerne er så varierede og farverige som stjernene selv. 
 
Uanset de mange konkurrerende teorier er vi heldige, at vores helt almindelige fornuftige lille stjerne, Solen, aldrig vil opføre sig sådan.

* Omkring flere milliarder år
** Lige så mange milliarder lysår væk
*** Eller muligvis et par
**** Flere milliarder år senere

Spam, email og IBAS

Skrevet af Carol Anne, Astrofysiker

Hver morgen begynder min arbejdsdag med en tur igennem min email boks, og hver dag har dens emaillandskab. Nogle dage er det som en langsomt spadseretur gennem en eng af små blomster.
Andre dage er det som et forhindringsbane af spam email’s, allesammen forklædte som personlige meddelelser, som på en eller anden måde har kunnet snige sig igennem vores spamfilter.

Mange dage er indbakken simpelthen fuld af arbejde: hvornår kan du komme ud til biblioteket for at holde foredrag? Kan du venligst sende dine kapitler af Science Validation Review inden kl.16.00? Hvad var det vi aftalte om de nye Instrument Model filer?
Listen er helt bogstaveligt endeløs.

Og så er der IBAS dage……

En IBAS email kan dukke op når som helst for at glæde JEM-X folk her på DTU Space. Med mindre det er en falsk alert, vil den altid komme få sekunder efter en Gamma Ray Burst. IBAS betyder INTEGRAl Burst Alert System, og i modsætning til spam, er abonnementer til denne email begrænset til nogle få mennesker i verdenen. Der kan gå måneder uden en eneste ægte alert – men de sidste uger har været meget dramatiske: 2 ægte GRB’er indenfor 10 dage! Og begge to indenfor JEM-Xs synsfelt! Spændende dage, som har sikkert voldt nogle astronomer masser af arbejde, og emails.

IBAS er et program, som kører konstant på INTEGRAL Science Data Centre (ISDC) i Geneve for at fange pludselige opblusninger i astronomiske kilder og sende automatiske email alerts ud.

I min første email idag er der en meddelelse om, at IBAS har set noget blusse op for nogle sekunder siden, men ingen ved, hvad det er for noget endnu. Tit får vi en opfølgende email nogle minutter senere, om at det ’bare’ var en kendt burster eller Soft Gamma Repeater – den slags, som interesserer nogle, men ikke er den store gevinst. Ofte beklager den opfølgende email, at det hele var en falsk alert baseret på fejlagtig data, og alle må falde til ro igen.

På dage hvor IBAS ikke har været for ivrig, kommer den anden email med kommentaren: ‘Possibly_a_real_GRB’ – muligvis en ægte GRB. Og nogle minutter senere dukker en tredje email op med kommentaren:
‘Refined_position_from_offline_analysis’ – GRB’ens position er blevet mere nøjagtigt bestemt af folk på ISDC. Hele taget, et spændende forløb af emails og forventninger.

IBAS systemet er bygget til at få GRB alerter ud til det astronomiske samfund indenfor få sekunder. Derfor kommer der også nogle falske alerter. Astronomerne vil nemlig have fat i positionen for at kunne observere den nye GRB selv.

Men hvorfor skulle vi være interesserede i GRB’er? Hvorfor overhovedet sende alerts til hele verdenen? Desværre er GRB’er så kortvarige, gådefulde og ekstreme at de kræver deres egen blog.
Vi ses næste uge, når jeg er færdig med at slette alt mit spam.

Solskin, stjernelys og bursters

Skrevet ad Carol Anne, Astrofysiker

Hvor var det en vidunderlig uge at komme ud af huset! At strække benene og nyde det astronomiske legeme som alle kan observere: Solen. Jeg var blevet inviteret til at holde foredrag i et ældrekollektiv uden for København.

Det var min første gang med et voksent publikum. Jeg plejer at snakke med folkeskoleelever og mindre børn. Men nu har jeg prøvet den anden ende af aldersspektrummet. Nogle af damerne var helt oppe i halvfemserne. Mit publikum var, trods deres høje alder, friske, og mange af dem havde næret en livslang interesse for astronomi og rummet.

Jeg talte ikke bare om almindelige  stjerner, men også om en slags ‘zombie’ stjerner, som vækkes til live igen efter dens død, ved at spise stof fra en stadig levendemakker stjerne. Her er der næsten tale om vampyrstjerner. Det er nemlig denne slags stjerne, som kan ses med vores røntgen kikkert JEM-X.
 
En stjerne ‘dør’, når den løber tør for brændsel, som er lettere grundstoffer i dens midte. Uden dannelse af ny varme, stråling og partikler i stjernens kerne, bliver den offer for dens egen tyngdekraft, og den tunge kerne skrumper voldsomt, mens stjernens lette øvre lage slynges ud i rummet med en brøkdel af lysets hastighed.

Altsammen en voldsom, energisk og spektakulær begivenhed, som vi kalder for en supernova.
Det, der står tilbage, er stjernens indskrumpede kerne som betegnes som et ‘kompaktobjekt’: en hvid dværg, en neutronstjerne eller et mindre sorthul, alt efter hvor meget stof er tilbage i kernen.

Hvis vores stjerne havde levet og udviklet sig alene, kan der ikke ske meget med den herefter. Den køler af og forsvinder langsomt over flere titusinder år. Heldigvis for os, som kan lide dramatiske begivenheder, er mange stjerner ikke eneboere – de udvikler sig parvis, og nogle gange som et trekantsdrama. Med lidt selskab kan vores kompakt stjerne begynde at trække stof til sig fra dens makker. Faktisk har der altid været en vis stofveksling under parrets udvikling, men nu bliver det alvorligt, fordi en neutronstjerne, som løb tør for ny brændsel, kan tiltrække, hvad den har brug for og kan begynde at brænde igen.
 
Men ligesom i vampyreventyrer er det nye liv neutronstjernen opnår ved at sluge makkerens ydeste lag ikke den rolige, langvarige tilstand som før stjernens død. Før supernova’en forgik afbrænding af stof  i et jævnt tempo i stjernens midte, men nu samler neutronstjernen brændsel på dens overflade, i et lag op til 100 m tykt. Når der er samlet brændsel nok, brænder det hele op i løbet af nogle minutter. Og så er stjernen død igen, og må stjæle mere stof fra makkeren for at blusse op en gang til.
 
En neutronstjerne, som overfører stof ganske langsomt, kan opnå at danne et tyk lag af brint og helium, som kan tage op til en halv time at brænde ned. Men en hurtig samlende neutronstjerne, hvor stoffet rammer overfladen i et bragende strøm, får tændt sin brændsel hurtigere, og forbrændningen er færdig på ganske få minutter. Derved er der en relation mellem stofsamlingshastighed og hyppighed og varighed af brændingen.
 
Denne opførsel kaldes en ‘X-ray Burst’ eller et Røntgenglimt, og ses hyppigt med JEM-X. Vi har opdaget nye bursters’ i de sidste 5 år, vi har også opdaget burstaktivitet i kendte kilder. Men noget af det sjoveste, på en solrig dag, er at kommer ud og snakke om ‘bursters’ med folk, som tror, de allerede har hørt om de mærkeligste ting i deres mange, lange år. For mærkelige ting er vores specialitet.