Titta

UR Samtiden - Astrofysikens stora frågor

UR Samtiden - Astrofysikens stora frågor

Om UR Samtiden - Astrofysikens stora frågor

Forskare föreläser om astrofysikens stora frågor. Inspelat den 4 april 2017 på Lunds universitet. Arrangörer: Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Kungliga Vetenskapsakademien och Lunds universitet.

Till första programmet

UR Samtiden - Astrofysikens stora frågor : Nya möjligheter till astronomiska upptäckterDela
  1. ...en väldigt neutronrik gas.

  2. Ur denna gas väntar man sig att
    tunga, neutronrika ämnen ska bildas.

  3. Kanske är det här i universum
    som exempelvis guld och uran bildas.

  4. Weizmann-Institutets motto är
    "Nyfikenhetsdriven forskning"-

  5. -"till mänsklighetens gagn."

  6. Det går bra ihop
    med Wallenberg-stiftelsen-

  7. -som är mer omfattande
    men sysslar med liknande forskning-

  8. -eller stöttar liknande forskning.

  9. Mitt ämne är lite allmänt
    och knyter an till många av de saker-

  10. -som vi har sett tidigare i dag.

  11. Det handlar
    om att förvandla astronomi-

  12. -från en bildernas vetenskap
    till en filmernas vetenskap.

  13. Den här funkar tydligen baklänges.
    Låt oss se om den gör det.

  14. Här är lite historia
    som jag inte ska gå in så mycket på.

  15. Upptäckten att himlavalvet förändras
    har bidragit oerhört mycket-

  16. -till vetenskapens historia,
    inte bara inom astronomin.

  17. Här är Tycho Brahes Nova Stella, den
    första supernovan som upptäcktes-

  18. -av en professionell astronom,
    till skillnad från astrologer.

  19. Och Galileos observationer
    om att Venus har olika faser.

  20. De här sakerna ledde till insikten om
    att den tidigare bilden av universum-

  21. -borde modifieras.

  22. Sen dess har transienter bidragit
    till många aspekter inom astronomi.

  23. En del av dem
    kommer att tas upp i senare föredrag-

  24. -till exempel av Jesper Sollerman.

  25. Fram till nyligen
    tittade vi på transienter-

  26. -med en typisk tidsskala
    på mer än en dag.

  27. Jag ska fokusera på två revolutioner
    som har skett nyligen.

  28. Den ena är möjligheten att studera
    väldigt korta transienter-

  29. -eller transienter som vi upptäcker
    strax efter att de sker.

  30. Den andra är upptäckten
    av källor till gravitationsvågor.

  31. När det gäller att studera
    saker och ting när de händer-

  32. -var det område inom astronomi
    som hade störst försprång-

  33. -studier av gammastrålning.

  34. Där finns det nämligen
    nästan inga källor.

  35. Här ser ni en bild
    av nästan hela himlen från en satellit-

  36. -och för det mesta finns det bara brus.

  37. Om en källa sen dyker upp vet
    man det direkt och den syns tydligt.

  38. Vi får se om det funkar. Bra.

  39. De som studerar gammablixtar
    har länge kunnat observera-

  40. -ett stort område på himlen
    och direkt veta när nåt händer.

  41. För alla andra våglängder
    är himlen full av konstanta källor-

  42. -som stjärnor, galaxer, planeter
    och så vidare.

  43. Det var tekniskt sett väldigt svårt
    att leta efter nåt nytt som sker-

  44. -och veta det direkt.

  45. Först vill jag visa att det nu går
    även med dessa våglängder-

  46. -där det finns många fler källor.

  47. Denna revolution beror främst
    på en kombination av tre saker.

  48. Den ena är förbättrad teknik.
    Här ser ni CTF-kameran.

  49. Det är en CCD-sensor
    med brett synfält. Den är så här stor-

  50. -och har fått stöd
    av Wallenberg-stiftelsen.

  51. Med den kan vi ta bilder
    på stora delar av himlen.

  52. Vi kan täcka den observerbara himlen
    i norr varje natt utan problem.

  53. Det andra är datorkraft för att ta fram
    och analysera digitala bilder.

  54. Så tillgängligheten av stora datorer.
    Här är Lawrence Berkely-labbet i USA.

  55. Det finns många såna datorer, och
    på grund av den ökade datorkraften-

  56. -kräver det här inga superdatorer,
    åtminstone inte de mest kraftfulla.

  57. Slutligen har vi det som
    vi banade väg för för några år sen:

  58. Insikten att om man vill ha en bättre
    tidsskala för observationer än en natt-

  59. -kan man inte längre bara ha
    ett teleskop i ett observatorium.

  60. Så kan man aldrig utforska nåt
    som ändras på mindre än ett dygn-

  61. -på grund av dag/natt-cykeln.

  62. Det bästa sättet är att även ha
    ett teleskop exempelvis i Kalifornien-

  63. -så att när teleskopet är
    på en mörk plats-

  64. -kan astronomen sitta i Israel
    eller Sverige, där det är dag-

  65. -och se på datan i realtid.
    Man slipper jämt vara vaken på natten-

  66. -vilket blir tröttsamt efter ett tag.

  67. Om man organiserar arbetet så här,
    vilket är enkelt-

  68. -kan man titta på data
    som kommer från detektorn-

  69. -efter att datorn pekar ut intressanta
    händelser, och agera på dem i realtid.

  70. Dessa tre element ledde till
    att man nu kan se objekt-

  71. -i realtid och i synligt ljus.
    Här har vi ett exempel.

  72. En bild av en liten del av himlen.

  73. I mitten finns det
    en anspråkslös okänd galax.

  74. På en referensbild från några nätter
    tidigare ser galaxen likadan ut.

  75. Med blotta ögat syns ingen skillnad,
    men om man behandlar bilden-

  76. -ser man en signal där borta.

  77. Här har vi en färgbild av galaxen.

  78. Detta är vår signal,
    och den är inte så svår att upptäcka.

  79. Det här en tidssekvens av bilder
    från den här delen av himlen-

  80. -som togs vid en kartläggning.

  81. Här ser ni att inget hände,
    och plötsligt denna kväll-

  82. -finns det en ny källa.
    Det är lätt att upptäcka signalen.

  83. Om vi tittar på datan i realtid
    och ser denna nya källa-

  84. -då kan vi kanske ta ett spektrum av
    den nya källan så fort den upptäcks-

  85. -kanske inom några timmar
    efter händelsen. Det kan vi göra nu.

  86. Nu är det inte bara de som sysslar
    med gammastrålning som klarar det.

  87. Vi kan göra det med synligt ljus, och i
    framtiden säkerligen med radiovågor-

  88. -och längre fram kanske
    även med röntgenstrålning.

  89. Det här är den första revolutionen.

  90. Den andra revolutionen
    har ingen nämnt än i dag-

  91. -men det är den stora upptäckten
    av gravitationsvågor efter så lång tid-

  92. -av LIGO-experimentet i USA.

  93. Här ser ni en jämförelse
    av signalen från detektorerna-

  94. -med beräkningar av numerisk
    relativitet. Det överensstämmer väl-

  95. -så det är imponerande.

  96. Nu vet vi att kompakta föremål,
    svarta hål och kanske neutronstjärnor-

  97. -långt borta i universum
    roterar runt varandra-

  98. -och när de slås ihop avger de
    starka gravitationsvågor.

  99. Vad kan vi då göra härnäst?

  100. Efter dessa två revolutioner måste vi
    tänka på vad som vore intressant.

  101. En sak som jag vill påpeka
    angående gravitationsvågorna-

  102. -är att vi vill hitta motsvarigheter
    för elektromagnetiska vågor.

  103. Det finns många goda skäl till det.

  104. Om en neutronstjärna slås samman
    med en annan eller ett svart hål-

  105. -då kommer spillrorna,
    om de inte sugs in det svarta hålet-

  106. -att vara en väldigt neutronrik gas.

  107. Ur denna gas väntar man sig att
    tunga, neutronrika ämnen ska bildas.

  108. Kanske är det här i universum
    som exempelvis guld och uran bildas.

  109. Min dröm är-

  110. -att när vi ser en elektromagnetisk
    signal från en sån sammanslagning-

  111. -ska vi ha instrument som kan ta
    ett spektrum av utstrålningen-

  112. -så att vi kan se guldlinjerna.
    Det vore häftigt.

  113. Det går i solen. Man ser linjer
    från guld, uran och bly-

  114. -men det vore trevligt att se
    från andra änden av universum.

  115. Det är nåt som vi måste jobba mot.
    Nåt mer vardagligt som vi kan göra nu-

  116. -är att observera
    hur stjärnor exploderar.

  117. Supernovor är väldigt viktiga för
    alla möjliga aspekter av astrofysik.

  118. De skapar tunga grundämnen,
    driver på utflödena-

  119. -som ger återkoppling vid galaxbildning
    och annat.

  120. Nu kan vi faktiskt observera stjärnor
    i avlägsna galaxer när de exploderar-

  121. -och se det första ljuset därifrån,
    i synligt ljus och andra våglängder.

  122. Här är vårt bästa exempel från tidigare.

  123. En supernova exploderade,
    och här är röntgenstrålningen.

  124. En annan stor revolution,
    som jag inte hinner gå igenom-

  125. -är upptäckten av astrofysiska
    neutriner i IceCube-experimentet.

  126. Det är intressant att tänka på
    vilka källorna kan vara.

  127. En bra sak med att veta direkt
    när nåt exploderar-

  128. -är att det minskar brusnivån för
    isolerade instrument, som IceCube.

  129. Om vi kan lokalisera
    potentiella källor till neutriner-

  130. -kan vi fråga om det sammanfaller
    med annat från källorna-

  131. -och kanske hitta dem även om vi
    bara detekterar en enda neutrino-

  132. -från en sån explosion.

  133. En annan teknik som jag
    ska prata lite om är blixtspektroskopi.

  134. Det ska jag också prata om
    i ett kommande föredrag.

  135. Slutligen har vi
    nåt som blir alltmer användbart-

  136. -och används alltmer-

  137. -nämligen världsomspännande
    nätverk av teleskop.

  138. Det här är spridningen av teleskop
    från LC OGT.

  139. Deras motto är förstås att solen aldrig
    går upp i deras teleskopimperium.

  140. Det är alltid natt nånstans,
    så det går alltid att observera nåt.

  141. Låt oss nu se vad vi kan göra.

  142. När vi letar efter källorna
    till gravitationsvågor-

  143. -måste vi överväga transienter
    på två sätt.

  144. Det ena är som potentiella källor
    till gravitationsvågor.

  145. Det ska vi tala lite om.

  146. Men också det här: I diagrammet
    visar jag en punkt på himlen-

  147. -där markinstrumenten
    har funnit en källa.

  148. Ni ser att det är en stor del av himlen
    där källorna kan befinna sig.

  149. Det beror på att det är interferometrisk
    detektion med bara två noder.

  150. Alla de svarta punkterna är kända
    transienter i på himlen.

  151. Det handlar alltså inte om
    att hitta en transient.

  152. Vi hittar hundratusentals transienter.

  153. Det handlar om att hitta den
    som kan ha med källan att göra.

  154. Då måste vi veta vilka felkällor
    det finns, och de är många.

  155. Det kan hända massor med saker.
    Det kan vara föremål i solsystemet.

  156. Olika variabla stjärnor och supernovor,
    exploderande stjärnor.

  157. Relativistiska effekter
    som är mycket intressanta.

  158. Händelser i galaxkärnor och de
    supermassiva svarta hålen där.

  159. Alla möjliga ovanliga saker och okända
    källor, som jag inte kan säga nåt om.

  160. Låt oss börja med stjärnor.

  161. Här är ett en kraftigt variabel stjärna.

  162. Det här är den nya bilden. Här är
    den gamla, där man inte ser nåt.

  163. Om man subtraherar får man det här.
    Det finns ingen detektion alls-

  164. -och plötsligt ser man ett stort språng.
    Hur vet vi att det är en stjärna?

  165. Det infraröda visar
    att här finns en stjärna.

  166. Den är för röd
    för att se med optiskt ljus.

  167. En röd stjärna som fick
    en stor eruption av optiskt ljus.

  168. Det är intressant även i sig, för det
    hänger samman med beboelighet.

  169. Det räcker inte att hitta en planet
    i den beboeliga zonen-

  170. -om dess stjärna får så stora
    eruptioner av ljus, särskilt UV-ljus-

  171. -då försvårar det i hög grad
    uppkomsten av liv.

  172. En sak som vi vill mäta är frekvensen
    av så stora eruptioner-

  173. -som en funktion av stjärntyp,
    vilket vi inte vet så mycket om.

  174. Okej, fler stjärnor

  175. Den här får också en eruption
    och dyker plötsligt upp.

  176. Men vid djupare upplösning
    ser vi faktiskt en blå stjärna.

  177. Vad är då det för sorts system?

  178. De brukar ha att göra med kompakta
    objekt, ackreterande vita dvärgar-

  179. -och de är intressanta för att förstå
    olika sorters stjärnfysik-

  180. -ackretionsfysik, ursprungstjärnorna
    till supernovor och olika andra saker.

  181. För oss är dessa ofta felkällor-

  182. -men för många
    är de väldigt intressanta.

  183. Jag ska säga mer om supernovor
    senare, men först vill jag visa en sak:

  184. Om vi säger att vi ser supernovor när
    de exploderar, vad är då det nya?

  185. Här ser vi ljuskurvan från en
    supernova som en funktion av dagar.

  186. Det är olika band av synligt ljus
    - blått, grönt, rött och så vidare.

  187. Dessa sorters data
    har vi mätt nu i flera decennier.

  188. Observationerna användes
    när vi bestämde kosmiska avstånd-

  189. -och kom på att universum accelererar.

  190. Det vi aldrig fick före kartläggningar
    som gör filmer av himlen-

  191. -är det är observationsområdet.

  192. Vad händer
    precis efter att stjärnan exploderar-

  193. -långt innan supernovan blir stor?
    Den är hundra gånger större här.

  194. Det brukar ske
    på några dagar, ibland mindre.

  195. Det här är ett intressant
    fysiskt område att tänka på.

  196. Vad pågår där?

  197. Innan vi gör det vill jag säga lite
    om källor till gravitationsvågor.

  198. En av de mest lovande kandidaterna
    som vi känner till-

  199. -är korta gammablixtar. Flera indirekta
    belägg tyder på att de kommer från-

  200. -två neutronstjärnor som slås samman
    och då avger gammastrålning-

  201. -och även gravitationsvågor.

  202. Det här är en av de första händelser
    som upptäcktes på det viset.

  203. Under sammanslagningen ser man
    optisk utstrålning-

  204. -från den här avlägsna dvärggalaxen.

  205. Problemet med att förknippa korta
    gammablixtar med gravitationsvågor-

  206. -är att vi antar,
    med en hel del belägg som stöd-

  207. -att utstrålningen
    sker i form av en riktad stråle.

  208. Det mesta av ljuset sänds ut
    längs en relativistisk jetstråle-

  209. -som uppstår ur sammanslagningen.
    Det innebär att på jorden ser vi bara-

  210. -en liten bråkdel
    av det totala antalet händelser.

  211. Sannolikheten
    att vi ser både gravitationsvågorna-

  212. -och utstrålningen från jetstrålen
    är liten.

  213. Hur liten beror på hur smal jetstrålen
    är, och den kan vara väldigt smal.

  214. Ett sätt att kanske övervinna det
    är att även se en annan utstrålning.

  215. Låt mig visa vad jag menar med det.

  216. Här är ett exempel på detektion
    av en gammablixt-

  217. -men i stället i optiskt ljus
    från en Wide Field-kartläggning.

  218. Ni kan nog det här nu.

  219. Vi har en referensbild, sen detektion
    och sen en källa som mattas av.

  220. Detta upptäcktes av Cenko et al-

  221. -med hjälp av bilder
    från Palomar Transient Factory.

  222. Därifrån kommer även
    de flesta av mina data.

  223. Först sågs det i optiska spektrumet.

  224. Först vid senare analyser insåg man
    att det var en gammablixt.

  225. Men det var första gången då objektet
    upptäcktes i optiskt ljus från marken-

  226. -och först senare identifierades det
    som en gammablixt.

  227. Ni kan nog gissa vart vi är på väg.
    Om vår källa avger gammastrålning-

  228. -endast i en smal jetstråle-

  229. -men avger annan elektromagnetisk
    strålning i en vidare vinkel-

  230. -då kan vi kanske upptäcka källan
    från marken i optiskt ljus-

  231. -även om jetstrålen
    inte alls pekar på oss.

  232. Här har vi ett möjligt exempel
    på nåt sånt.

  233. En upptäckt källa
    i det optiska ljuset försvann.

  234. Nu kom det ingen gammastrålning.

  235. Men vi upptäckte en radiokälla
    som pulserade under en lång tid.

  236. Källans egenskaper i båda fallen
    stämmer överens-

  237. -med en icke-axial gammablixt-

  238. -alltså en gammablixt
    som inte var riktad mot oss.

  239. Så en sak som vi kan hoppas göra
    är att detektera-

  240. -möjliga motsvarigheter till
    gravitationsvågor från marken.

  241. Okej...

  242. En annan sorts källor
    som är mycket intressanta-

  243. -och där man nu också gör mätningar
    av väldigt korta transienter-

  244. -är transienter från stjärnor som faller
    in i supermassiva svarta hål.

  245. Vi har redan hört att supermassiva hål
    finns i mitten av galaxer-

  246. -och är tämligen vanliga.

  247. Utflödena när de ansamlar mycket gas
    är viktiga för galaxers utveckling.

  248. Men när man har ett svart hål
    mitt i galaxen-

  249. -händer det ibland
    att en stjärna faller in i det-

  250. -och då får vi se nån sorts...

  251. Vi får se strålning när stjärnan
    slits sönder av tidvattenkrafter.

  252. Man har länge letat efter signalerna-

  253. -och först nu börjar det finnas
    konsensus om att vi ser såna källor.

  254. De har till och med generella
    spektroskopiska signaturer-

  255. -särskilt breda linjer
    av väte och helium.

  256. Men det diskuteras om huruvida
    specifika objekt är exempel på detta.

  257. Jag vill ta upp
    att vid de här korta tidsskalorna-

  258. -ser vi också transienter från
    galaxkärnor som är väldigt korta.

  259. Vi ser dem i en eller ett par dagar,
    och sen försvinner de.

  260. Frågan om vad i galaxkärnan som
    kan ge upphov till så korta transienter-

  261. -är mycket intressant.

  262. Okej... Låt oss nu tänka på det ämne-

  263. -som resten av föredraget främst ska
    handla om - exploderande stjärnor.

  264. När vi observerar en exploderande
    stjärna, vad väntar vi oss då att se?

  265. Vi ska se om det här funkar.
    Här är ett videoklipp.

  266. Om det inte funkar
    förklarar jag vad ni skulle ha sett.

  267. Det här är teoretiska beräkningar.
    Vi saknar observationer av denna fas.

  268. Så där ja!

  269. Uppifrån ser vi
    den förväntade luminositeten-

  270. -temperaturen i elektronvolt,
    spektrumet-

  271. -och här är ljuskurvan
    i ultraviolett och synligt ljus.

  272. Det ni såg var att även om temperatur
    och luminositet först stiger-

  273. -kom det knappt
    nåt synligt ljus eller UV-ljus.

  274. Det mesta utstrålar nämligen
    med väldigt hög energi-

  275. -i bortre UV och röntgenstrålar.
    UV-ljuset når maximum först.

  276. Efter detta kommer en transient
    för det synliga ljuset.

  277. UV-ljuset brukar nå maximum
    inom en dag-

  278. -och det synliga ljuset efter några
    dagar, en vecka eller tio dagar-

  279. -beroende på stjärnans storlek.
    Det här är väntat.

  280. Om vi kan observera stjärnor väldigt
    fort bör vi kunna se den explodera-

  281. -och se de första fotonerna komma
    från stjärnans yta när den exploderar.

  282. Möjligen den första detektionen
    i synligt ljus-

  283. -tillkännagavs av Garnavich et al
    från Keplerteleskopet.

  284. Det är en amerikansk satellit som
    byggdes för att upptäcka planeter-

  285. -genom att observera stjärnor med
    hög frekvens och leta efter passager.

  286. Men i några fall observerade Kepler
    galaxer, av nån anledning-

  287. -och i några fall
    exploderade supernovor-

  288. -så vi fick en supernovaobservation
    med frekvensen en gång i halvtimmen.

  289. Om man jämnar ut ökningen
    av ljuset från explosionen-

  290. -ser man att det finns
    en pytteliten signal precis i början-

  291. -som kan vara chockvågens signatur
    när den bryter genom stjärnans yta.

  292. Det är tydligare här i inzoomningen.
    Det finns några avvikelser.

  293. Det är kanske ingen väldigt viktig
    mätning, men det tyder på-

  294. -att vi kan se signaler från marken
    om vi har tillräckligt hög frekvens-

  295. -alltså på några timmar eller en timme,
    inte en dag.

  296. Vi måste pressa vår kapacitet nu
    för att gå från en observation per natt-

  297. -till många per natt, och det kan
    vi göra med nya anläggningar.

  298. Av detta finns mycket att lära.

  299. En sak vill jag nämna
    med anledning av tidigare föredrag.

  300. Att observera en supernovas
    stigande ljuskurva-

  301. -ger oss ett robust sätt att mäta
    energin i explosionen per massenhet.

  302. Den typiska explosionsenergin,
    utifrån ganska många mätningar-

  303. -är omkring 10 ^ 51 erg.

  304. Så när ni lägger in siffran
    i er galaxutvecklingskod-

  305. -bör ni använda den här siffran.
    Liknande siffror har använts förut-

  306. -men nu är det välgrundat.

  307. Vi hoppar över det här...

  308. Okej, en stjärna exploderar men inte
    vilken massiv stjärna som helst.

  309. Det är en massiv stjärna inbäddad
    i en stjärnbildande region.

  310. Och det cirkumstellära materialet
    runtom stjärnan-

  311. -kommer med största sannolikhet
    från stjärnan själv.

  312. De flesta massiva stjärnor blåser
    vindar som samlas runt stjärnan-

  313. -och vi vill fråga vad som händer
    om en stjärna exploderar-

  314. -omsluten av cirkumstellärt material
    som kommer från själva stjärnan.

  315. Vi vet att det är realistiskt. Det här
    är en bild av en stjärna i vår galax.

  316. Stjärnan har en dåligt definierad yta.
    En yta är den hydrostatiska ytan-

  317. -där de sista atomerna är bundna
    av gravitationen till stjärnans mitt-

  318. Men det finns också
    den större fotonytan-

  319. -där vinden från stjärnan går
    från optiskt tjock till optiskt tunn.

  320. Från den optiskt tunna vinden
    ser vi emissionslinjer-

  321. -liksom de som vi brukar se från
    Wolf-Rayet-stjärnor i vår galax.

  322. Vad händer då
    när stjärnan exploderar?

  323. Nu blir stjärnan en ung supernova-

  324. -som redan är många storleks-
    ordningar ljusare än massiva stjärnor.

  325. Vad får vi se då?
    Om vi är naiva kan vi föreställa oss-

  326. -att vinden fortfarande kommer
    att omvandla ljuset på samma sätt-

  327. -och att vi får emissionslinjer som
    liknar dem från stjärnor i vår galax-

  328. -men att de är 10 ^ 4 eller 10 ^ 5
    gånger ljusare.

  329. Då kan vi observera emissionslinjer,
    inte bara från vår galax-

  330. -utan även från stjärnor
    i avlägsna galaxer.

  331. Vi kan nu kartlägga egenskaperna
    hos exploderande stjärnor-

  332. -i galaxer som ligger en bra bit bort
    i det lokala universum.

  333. Det funkar om man räknar på tiderna.

  334. Chockvågen bryter ut
    på några minuter till några timmar.

  335. Vindens rekombinationstid är kort nog-

  336. -för att den ska hinna omvandla
    chockvågen från supernovan.

  337. Det kluriga är att det är en supernova.

  338. Den utslungade massan expanderar
    i 10 000 kilometer per sekund.

  339. Så man har bara en dag på sig
    innan det utslungade materialet-

  340. -sveper bort
    allt material runt stjärnan-

  341. -och accelerera det till höga
    hastigheter. Då är vår signal borta.

  342. Men om vi kan observera stjärnan
    strax efter explosionen-

  343. -bör vi se emissionslinjer
    från det cirkumstellära materialet.

  344. Varför är då emissionslinjerna
    så intressanta?

  345. Jo, gasen kom från stjärnan.
    Det är som att observera dess yta.

  346. Vi kan mäta förekomsten av ämnen
    på ytan av en exploderande stjärna-

  347. -även om den exploderade
    i en avlägsen galax långt bort.

  348. Hur kan det här då observeras?

  349. Självklart har jag observationer
    som stödjer det, och här är de.

  350. Det här hände en natt 2013.

  351. Vi tittade på datan och såg plötsligt
    en supernova skjuta i höjden.

  352. Den blev ljusare under natten,
    så vi visste att den var ung.

  353. Vi ringde och bad Assaf Horesh vid
    Keck-observatoriet ta ett spektrum.

  354. Han tog ett spektrum,
    och nu kan vi göra enkla analyser.

  355. Spektrumet tog femton timmar
    efter explosionen under ljusökningen.

  356. Hur ser det då ut? Här har vi det.
    Den svarta linjen är spektrumet.

  357. Ni ser en väldigt het svartkropp
    med väldigt starka emissionslinjer.

  358. Den jämförs med modeller
    av WR-stjärnor i vår galax-

  359. -som beräknades innan dessa
    data togs, av en grupp i Potsdam.

  360. Jag lade också in spektrumet
    från en riktig WR-stjärna i vår galax.

  361. Jag valde förstås
    en som liknar observationerna.

  362. Ni kan se att det finns
    en slående likhet-

  363. -mellan denna väldigt unga supernova-

  364. -och WR-emissionslinjerna från både
    modeller och observerade stjärnor.

  365. Så den naiva förväntningen stämde,
    att vinden runt en Wolf-Rayet-stjärna-

  366. -skulle ha samma utstrålning
    när stjärnan blir supernova-

  367. -men även bli observerbar
    i en väldigt avlägsen galax.

  368. Och det gick som väntat. Linjerna,
    som först observerades i Hawaii-

  369. -och sen i La Palma,
    när solen hade gått upp-

  370. -dessa linjer mattades av.
    De starka kvävelinjerna försvann-

  371. -och det fanns pyttelite väta kvar. Två
    dagar senare var spektrumet jämnt.

  372. Så vinden sveptes mycket riktigt bort
    av det utslungade materialet-

  373. -och alla dessa smala linjer
    som kom från vinden försvann.

  374. Det gjorde det möjligt att beräkna
    många intressanta saker-

  375. -som vindens utsträckning i rummet-

  376. -som flera gånger var 10 ^ 14 cm,
    och inte mer än det.

  377. Stjärnan var inte bara inbäddad
    i ett skal av cirkumstellärt material-

  378. -utan skalet var dessutom begränsat.
    Vinden hade inte blåst på länge.

  379. Den måste ha förlorat några procent
    av solens massa per år-

  380. -men bara under en kort tid.

  381. Den totala massan
    var en procent av solens massa-

  382. -man alltihop låg runt stjärnan.

  383. Detta är väldigt intressant.
    Varför är det så?

  384. Utifrån linjerna kunde vi klassificera
    stjärntypen som exploderade.

  385. Den här hade en vind som liknade
    en underklass till Wolf-Rayet-stjärnor.

  386. Det innebär inte att det var en sån,
    bara att den hade en liknande vind-

  387. -men det säger en del
    om stjärnans sammansättning-

  388. -och dess utvecklingsstadium.
    Vi kan göra det med många stjärnor.

  389. Det intressanta, som nu har fått
    stöd av ytterligare observationer-

  390. -är att många massiva stjärnor har
    nån sorts instabilitet-

  391. -under året innan de exploderar.
    Det hade inte förutsagts av modeller-

  392. -när vi gjorde observationerna,
    men nu är det förstås redan gjort.

  393. Folk har flera olika förklaringar-

  394. -men jag tror att det säger oss
    två grundläggande saker:

  395. Att stjärnan vet att den ska explodera
    några månader innan det sker-

  396. -vilket är intressant.

  397. Och att den blir så instabil innebär
    att stjärnutvecklingen ändras drastiskt-

  398. -före explosionen. Det är viktigt
    när man vill simulera explosionen.

  399. Man kan inte ta en stjärna
    från en enkel stjärnutvecklingsmodell-

  400. -och anta att allt sker regelbundet
    fram till supernovan.

  401. Först händer det nåt som påverkar
    dess sammansättning eller symmetri.

  402. Detta måste man ta hänsyn till när
    man ska beräkna stjärnexplosioner-

  403. -vilket fortfarande är svårt,
    trots många decenniers arbete.

  404. Den här sortens observationer
    har upprepats.

  405. Här är några fler exempel, och Jesper
    ska ta upp ytterligare några.

  406. Jag tror inte att det är ett undantag,
    utan det är kanske regeln.

  407. Många stjärnor har detta cirkumstellära
    skal när de exploderar.

  408. En sak som är väldigt spännande
    är att vi har börjat kartlägga-

  409. -den här sortens signaturer
    till olika sorters supernovor.

  410. De säger nåt om sammansättningen
    i det utslungade materialet.

  411. Typ I är väterik, typ II är vätefattig
    och typ 1b har inget väte.

  412. Vi ser detta i sammansättningen
    av vinden runt stjärnan.

  413. Typ I har mycket väte,
    och typ II har helium men inget väte.

  414. Det ger oss ett sätt att snabbt,
    med hjälp av ny utrustning-

  415. -kartlägga ett stort antal exploderande
    stjärnor, och koppla samman-

  416. -explosionen med ursprungsstjärnan.

  417. Det kräver snabb omsättning.
    Bilden är från min artikel från 2011.

  418. Jag var stolt över att vi gick från
    upptäckt till spektrum på en dag.

  419. Detta är nu gamla nyheter.

  420. Här är vårt nuvarande rekord,
    och jag tror att vi kan ännu snabbare.

  421. Det tog 2,5 timmar från att den första
    fotonen träffar kameran i Palomar-

  422. -tills vi hade ett spektrum i diagrammet
    från Gemini-observatoriet.

  423. Vi kan verkligen göra
    den här forskningen i realtid.

  424. Det finns flera robotiska spektroskopi-
    maskiner som vi är intresserade av.

  425. Många här är involverade i projekt
    som NTE vid NOT-

  426. -SOX för NTT vid La Silla-

  427. -och Liverpool-teleskopet i La Palma.

  428. Ett av projektets mål är att kunna
    snabbt reagera på transienter-

  429. -och ta spektrum av hög kvalitet.

  430. Nåt som ska bli spännande är att
    göra det i UV från Hubble-teleskopet.

  431. Det är väldigt svårt
    för dem som sköter teleskopet.

  432. De gillar inte
    att byta program till nästa timme-

  433. -men de har gått med på det förut
    och jag hoppas att de gör det igen.

  434. Ett UV-spektrum vore ovärderligt
    av många skäl.

  435. Det skulle ge mycket information
    om sammansättning-

  436. -men särskilt kan vi mäta den
    exploderande stjärnans metallicitet

  437. De har vi aldrig kunnat göra.

  438. Ursprungsstjärnans metallicitet
    har man alltid fått gissa-

  439. -men så här hade vi kunnat mäta det.

  440. Det kommer spännande anläggningar.
    Jag nämnde Zwicky Transient Facility.

  441. Det blir tio gånger mer effektivt
    än vår tidigare kartläggning, PTF.

  442. Detektorn är större och mer effektiv.

  443. LSST-teleskopet har vi nämnt.

  444. Det är ett UV-instrument
    med brett synfält som vi jobbar på.

  445. Detta kommer inom de närmaste åren,
    så vi får en fortsatt spännande period.

  446. Jag avslutar med en summering,
    och svarar nu på frågor.

  447. Översättning: Richard Schicke
    www.btistudios.com

Hjälp

Stäng

Skapa klipp

Klippets starttid

Ange tiden som sekunder, mm:ss eller hh:mm:ss.

Klippets sluttid

Ange tiden som sekunder, mm:ss eller hh:mm:ss.Sluttiden behöver vara efter starttiden.

Bädda in ditt klipp:

Bädda in programmet

Du som arbetar som lärare får bädda in program från UR om programmet ska användas för utbildning. Godkänn användarvillkoren för att fortsätta din inbäddning.

tillbaka

Bädda in programmet

tillbaka

Nya möjligheter till astronomiska upptäckter

Produktionsår:
Längd:
Tillgängligt till:

Kommer vi att kunna hitta guld i universum? Detta hoppas Avishay Gal-Yam, professor vid institutionen för astrofysik vid Wiezmann-institutet, Israel. Just nu pågår nämligen en revolution för möjligheterna att observera övergående astronomiska händelser. Inspelat den 4 april 2017 på Lunds universitet. Arrangörer: Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Kungliga Vetenskapsakademien och Lunds universitet.

Ämnen:
Fysik > Astronomi
Ämnesord:
Astronomi, Astronomiska observationer, Naturvetenskap, Praktisk astronomi, Rymdforskning, Universum
Utbildningsnivå:
Högskola

Alla program i UR Samtiden - Astrofysikens stora frågor

Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Astrofysikens stora frågor

Trender och framtidsproblem inom astrofysiken

Finns det liv i rymden? Den frågan fascinerar många och inte minst Sir Martin Rees, professor emeritus vid universitet i Cambridge. Rees är kosmolog och rymdforskare med ett specialintresse för galaxernas formation, svarta hål och de mer spekulativa delarna av kosmologin. Här berättar han om sin forskning. Inspelat den 4 april 2017 på Lunds universitet. Arrangörer: Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Kungliga Vetenskapsakademien och Lunds universitet.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Astrofysikens stora frågor

Nya sätt att förstå jorden, solen och stjärnorna

Vad kommer nästa generation astrofysiker kunna upptäcka med hjälp av ny teknologi? Den frågan ställer Bruce Elmegreen, IBM:s forskningsavdelning, som här går igenom det vi vet och det som vi ännu inte har svar på. Inspelat den 4 april 2017 på Lunds universitet. Arrangörer: Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Kungliga Vetenskapsakademien och Lunds universitet.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Astrofysikens stora frågor

Framtida strukturer i planetsystem

Kan det finnas beboeliga planeter i ostabila planetsystem? Melvyn B Davies, professor vid institutionen för astronomi vid Lunds universitet, visar hur de senaste decenniernas observationer har gett oss flera överraskningar. Dessa upptäckter har inneburit betydande framsteg i att förstå hur planetsystem fungerar och bildas. Inspelat den 4 april 2017 på Lunds universitet. Arrangörer: Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Kungliga Vetenskapsakademien och Lunds universitet.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Astrofysikens stora frågor

Att skapa beboeliga planeter på en dator

Finns det jordlika planeter i andra solsystem? Anders Johansen, professor vid institutionen för astronomi vid Lunds universitet, berättar om sitt arbete med datorsimulationer för att beräkna möjligheten för beboeliga planeter i andra solsystem än vårt. Inspelat den 4 april 2017 på Lunds universitet. Arrangörer: Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Kungliga Vetenskapsakademien och Lunds universitet.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Astrofysikens stora frågor

Mot direkta studier av beboeliga exoplaneter

Kan vi hitta bevis för liv i rymden inom ett par decennier? Med ny teknologi kommer vi allt närmare att kunna studera exoplaneter genom direkta observationer, berättar Markus Janson, lektor vid institutionen för astronomi vid Stockholms universitet. Han hoppas att detta ska innebära de första reproducerbara bevisen för möjligheten till liv i vår galax. Inspelat den 4 april 2017 på Lunds universitet. Arrangörer: Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Kungliga Vetenskapsakademien och Lunds universitet.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Astrofysikens stora frågor

Kemiska analyser av exoplaneters atmosfär

Vilken sannolikhet för beboelighet finns det på expoplaneter? Nikolai Piskunov, professor i astrologi vid Uppsala universitet, berättar om sitt arbete med spektroskopi för att undersöka expoplaneternas kemiska atmosfärer. Inspelat den 4 april 2017 på Lunds universitet. Arrangörer: Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Kungliga Vetenskapsakademien och Lunds universitet.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Astrofysikens stora frågor

Bortom gränserna - galaxernas evolution

Kan algoritmer till fullo förstå galaxernas evolution? Marcella Carollo, professor vid institutionen för astronomi vid ETH i Zürich, Schweiz, redogör vad vi vet i dagsläget och tittar framåt mot de utmaningar som hägrar bortom gränserna. När nya datorer och teleskop producerar petabytes och kanske exabytes med data kommer vi att möta filosofiska utmaningar, säger hon. Inspelat den 4 april 2017 på Lunds universitet. Arrangörer: Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Kungliga Vetenskapsakademien och Lunds universitet.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Astrofysikens stora frågor

Att förstå universum

Kan vi begränsa den mörka materian så den blir begripbar? Volker Springel, professor vid universitetet i Heidelberg, går igenom vad vi i nuläget förstår om hur strukturer bildas i kosmos. Inspelat den 4 april 2017 på Lunds universitet. Arrangörer: Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Kungliga Vetenskapsakademien och Lunds universitet.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Astrofysikens stora frågor

Universum - bortom det synbara

Matthew Hayes, forskare vid Stockholms universitet, går igenom den senaste tekniken inom "low-surface brightness"-astronomin och visar på de nuvarande teleskopens begränsningar. Hayes diskuterar vilken bild av stjärnmateria och utomgalaktisk gas framtidens observationer kommer att ge oss. Inspelat den 4 april 2017 på Lunds universitet. Arrangörer: Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Kungliga Vetenskapsakademien och Lunds universitet.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Astrofysikens stora frågor

Galaxernas tidiga evolution, ur ett infrarött perspektiv

Vad vet vi om den första tiden efter the big bang, och vilken roll spelar svarta hål för galaxernas evolution? Kirsten Kraiberg Knudsen, docent i astronomi vid Chalmers tekniska högskola, talar om den fundamentala utveckling som observationer i det infraröda spektrat ger oss för att förstå dessa frågor. Inspelat den 4 april 2017 på Lunds universitet. Arrangörer: Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Kungliga Vetenskapsakademien och Lunds universitet.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Astrofysikens stora frågor

Den nya Vintergatan

Hur har bilden av vår galax, Vintergatan, förändrats de senaste åren? Thomas Bensby, forskare i astronomi, berättar om ett av astrofysikens stora mål, att förstå vår egen galax, och om den vetenskapliga guldgruva de nästkommande tio-femton årens observationer kan visa sig vara. Inspelat den 4 april 2017 på Lunds universitet. Arrangörer: Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Kungliga Vetenskapsakademien och Lunds universitet.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Astrofysikens stora frågor

Extremt stora teleskop

Hur bygger man ett teleskop med en huvudspegel på 39 meter i diameter? Michele Cirasuolo från The European Southern Observatory berättar om projektet på Paranalobservatoriet i Chile. Inspelat den 4 april 2017 på Lunds universitet. Arrangörer: Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Kungliga Vetenskapsakademien och Lunds universitet.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Astrofysikens stora frågor

Hur solens magnetfält skapar rymdväder

Är fotosfären tråkig? Det tycker inte professor Göran Scharmer, astronom och professor i astronomi. Här berättar han om arbetet med att förstå hur solens magnetfält skapar rymdväder. Inspelat den 4 april 2017 på Lunds universitet. Arrangörer: Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Kungliga Vetenskapsakademien och Lunds universitet.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Astrofysikens stora frågor

Nya möjligheter till astronomiska upptäckter

Kommer vi att kunna hitta guld i universum? Detta hoppas Avishay Gal-Yam, professor vid institutionen för astrofysik vid Wiezmann-institutet, Israel. Just nu pågår nämligen en revolution för möjligheterna att observera övergående astronomiska händelser. Inspelat den 4 april 2017 på Lunds universitet. Arrangörer: Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Kungliga Vetenskapsakademien och Lunds universitet.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Astrofysikens stora frågor

Supernova 1987A - 30 år efteråt

Vad sätter igång en explosion av en stjärna, en supernova? Josefin Larsson, docent i astrofysik vid Kungliga Tekniska Högskolan, berättar om nya insikter om exploderande stjärnor. Dessa kommer av observationer från den till jorden närmst belägna explosionen: Supernova 1987A, som trettio år efteråt fortfarande ger oss nya kunskaper. Inspelat den 4 april 2017 på Lunds universitet. Arrangörer: Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Kungliga Vetenskapsakademien och Lunds universitet.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Astrofysikens stora frågor

Jakten på supernovor

Vilket är det bästa sättet att jaga efter supernovor? Jesper Sollerman, professor vid Stockholms universitet, tror sig ha svaret. Här berättar han om sitt arbete med att studera exploderande stjärnor, något som involverar hundratalet människor över flera kontinenter. Inspelat den 4 april 2017 på Lunds universitet. Arrangörer: Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Kungliga Vetenskapsakademien och Lunds universitet.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Astrofysikens stora frågor

Den mörka materiens partiklar - upptäckt att vänta

Kommer man kunna bevisa vad mörk materia är? Jan Conrad, professor i astropartikelfysik vid Stockholms universitet, berättar om de kommande bevis man hoppas hitta. Inspelat den 4 april 2017 på Lunds universitet. Arrangörer: Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Kungliga Vetenskapsakademien och Lunds universitet.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Visa fler

Mer högskola & fysik

Spelbarhet:
UR Skola
Längd
Titta UR Samtiden - 100 astronauter på svensk jord

Vad vi vet om universum idag

Professor Katherine Freese lär oss om Big Bang, om att warpa rumtid samt att 95 procent av universum består av mörk materia, en för oss totalt okänd massa. Föreläsningen börjar i den moderna kosmologins ursprung och slutar där vi är idag. Inspelat den 22 september 2015 på KTH, Stockholm. Arrangör: KTH.

Spelbarhet:
UR Skola
Längd
Titta UR Samtiden - Kunskapens gränser

Kvantfysikens ogreppbara värld

Anton Zeilinger, professor vid institutet för kvantoptik och direktör för vetenskapsakademien i Österrike, förklarar kvantfysikens fenomen med sammanflätande partiklar på stora avstånd, våg-partikel-dualitet och superpositioner och hur vi ska förstå kvantvärlden på ett intuitivt sätt. Inspelat den 12 juni 2016 på Pop House Hotel, Stockholm. Arrangörer: Fri tanke förlag och Kungliga Vetenskapsakademien.