Novaer

Novae og Supernovae forveksles ofte fordi det i begge tilfellene er snakk om ei stjerne som eksploderer. Forskjellen ligger i at i en Supernova forandrer forandrer stjernen fundamentalt karakter i eksplosjonen, den kan bli enten en hvit dverg, nøytronstjerne eller et sort hull, mens i en nova er stjernen noenlunde intakt.

En artists fremstilling av en hvit dverg som stjeler materie fra en kompanjong. (Dana Barry)

Novae oppstår i dobbeltstjernesystemer med en hvit dvers og en rød dverg. Hvite dverger er generelt mindre enn røde dverger men har større masse. Stjernene i slike dobbelstjernesystemer kan være ekstremt nære hverandre, flere systemer kunne fått plass inne i sola og bruker bare få timer på en periode.

Siden den hvite dvergen er mer massiv trekker den gass fra den røde dvergen. Den hvite dvergen er ekstremt varm og noe av gassen brennes øyeblikkelig til tyngre stoffer mens en stor del bevares som et hydrogenlokk rundt den. Dette er imidlertid en høyst ustabil konfigurasjon og tilslutt vil den hvite dvergen ha "sugd" så mye hydrogen fra den røde dvergen at den overantennes og alt hydrogenet eksploderer.

En nova kan øke i lysstyrke med inntil 19 magnituder (40 millioner ganger) over en periode på måneder eller år. De er med andre ord tregere enn supernovae som eksploderer på få dager om ikke timer. Normale novae, hvis eksploderende stjerner kan kalles normale, eksploderer bare en gang og kalles en klassisk nova. Andre spesielt selvdestruktive novae kan eksplodere gang på gang med noen hundre års mellomrom og kalles en repeterende nova. Et eksempel er novaen T Pyx som eksploderte i 1890, 1902, 1920, 1944 og i 1966 - det ser nå ut til at den har tatt seg en velfortjent pause.

Novaen T Pyx. (M. Shara og R. Williams (STScl)/R. Gilmozzi (ESO)/NASA)

I motsetningen til supernovae type Ia som har samme omtrent lysstyrke hver gang varierer novae i lysstyrke. Det var Zwicky som i 1936 fant ut jo sterkere en nova er, jo raskere faller lysstyrken og dette er trikset i denne metoden. Ved å studere hvor raskt lysstyrken i en nova synker kan vi beregne den absolutte størrelsesordnen og ved å sammenligne med observert lysstyrke finner vi avstanden som så mange ganger før ved hjelp av Forholdet mellom lysstyrke og avstand.

Den fjerneste novaen vi har observert ligger 70 millioner lysår unna men den teoretiske grensen er høyere, kanskje mye høyere. Problemet ligger i å finne en nova på så lange avstander. Når vi beveger oss i et volum med en radius på flere millioner lysår skal det mye flaks til for å finne et punkt på himmelen som er litt lysere enn det var tidligere. Det er like mange meninger som det er kilder om hvor lange avstander vi kan måle ved hjelp av novae men 100 millioner lysår synes å være et trygt valg om enn kanskje en smule beskjedent. Går vi ut til 150 millioner lysår som noen kilder hevder mer enn tredobler vi volumet og da kan man spørre seg hvor realistisk denne grensen er tiltross for at det er teoretisk mulig. Jeg håper selvfølgelig at jeg en dag må trekke disse ordene tilbake!

Hva finner vi inntil 100 millioner lysår unna?

Galakser er ikke spredd jevnt utover i universet, de er konsentrert i grupper. Melkeveien er medlem av den lokale gruppen som er en samling større og mindre galakser i et volum omtrent 10 millioner lysår i diameter. Den største galaksen i den lokale gruppen er M31, Andromedagalaksen, en spiralgalakse akkurat som Melkeveien.

Lille og Store Magellanske sky er godt synlige fra den sørlige halvkule. (NOAO/AURA/NSF)

Den er hele 160.000 lysår i diameter og befinner seg mellom 2.5 og 3 millioner lysår unna oss. Andromeda og Melkeveien er de største galaksene i den lokale gruppen og definerer "sentrum". Begge galaksene har et stort antall satellittgalakser, dverggalakser av ymse slag, som er bundet til hovedgalaksen via gravitasjonskrefter. De mest kjente satellittgalaksene til Melkeveien er den Store Magellanske Sky (LMC) og den Lille Magellanske Sky (SMC) som befinner seg rundt 200.000 lysår unna og er godt synlig fra den sørlige halvkule. Både LMC og SMC har blitt fanget inn av gravitasjonspotensialet til Melkeveien og vil tilslutt bli oppslukt og bli en del av "oss". LMC og SMC er derimot ikke de nærmeste galaksene til oss, Sagittarius er under halvparten så langt unna (78.000 lysår) men fordi den befinnes seg så nære galakseplanet - med mye støv som hindrer utsikten - ble den ikke oppdaget før i 1994. Flere av galaksene i den lokale gruppen er med i den kjente Messierlisten over lyssterke objekter på himmelen (som ikke er vanlige stjerner). Andromedagalaksen er selvfølgelig med - den har betegnelsen M31 (Nr. 31 på Messiers liste).

Ikke så overraskende finnes det andre grupper av galakser. Den nærmeste gruppen er Maffei 1 gruppen som en gang var en del av den lokale gruppen. For 5-10 milliarder år siden slukte Andromedagalaksen en mindre satellittgalakse som forårsaket så store gravitasjonskrefter at Maffei 1 ble slynget ut og befinner seg nå helt i utkanten av vår gruppe, rundt 10 millioner lysår unna. Andre grupper som vi har rimelig god "gravitasjonskontakt" med er Sculptor-, M81-, og M83-gruppene. De er alle grupper på størrelse med, eller mindre enn vår egen. Den gruppen som har størst innvirkning på den lokale gruppen er derimot Virgogruppen. Det er en kjempegruppe på over 250 lysstærke og minst 2000 mindre galakser og befinner seg rundt 50 millioner lysår unna. På grunn av Big Bang burde alle galaksene bevege seg fra hverandre men gravitasjonskraften til Virgogruppen er så stor at vi har "stoppet opp", snudd, og er nå på vei mot Virgo med en hastighet på opptil 400 kilometer i sekundet.

Andromeda sammen med noen satellittgalakser. (NASA/JPL/California Institute of Technology)

Galakser kommer i flere former. Melkeveien er en spiralgalakse som er flatere enn en pannekake, men det finnes også elliptiske galakser. Disse galaksene er som enorme kuler av stjerner og gass og er gjerne mye større enn spiralgalakser. Vi vet ikke sikkert hvordan spiralgalakser og elliptiske galakser blir til, men det kan se ut som at elliptiske galakser en gang har vært spiralgalakser som har spist jeg fete på tusenvis av mindre satellittgalakser. I tillegg finnes det irregulære galakser som ikke er noe annet enn en løst sammensatt gruppe av stjerner uten struktur og form.

Virgogruppen domineres av den elliptiske galaksen M87. Den er 120.000 lysår i diameter sammenlignet med Melkeveiens diameter på 100.000 lysår, men siden M87 er kulerund, og ikke pannekakeflat som Melkeveien inneholder den langt flere stjerner. I 1918 ble det observert en "merkelig rett struktur" som går ut fra sentrum av M87 og er flere tusen lysår lang. I dag kaller vi dette for en jet og er oppdaget rundt en lang rekke andre galakser i tillegg til M87. Selv om vi ikke vet helt hvordan en slik jet oppstår er vi temmelig sikre på at de oppstår i sammenheng med kjempemassive sorte hull som befinner seg i sentrum av nesten alle typer galakser. Melkeveien har også et sort hull i sentrum men vi har ikke oppdaget noen jet (enda).