Komponenter

Det här med temperatur i rymden är knepigt! När vi talar om temperatur här på jorden menar vi ett mått på hur mycket ett ämnes atomer eller molekyler vibrerar (kallas ibland värmerörelse). Så vad menar vi då med temperatur i rymden där det varken finns atomer eller molekyler? Även om det saknas materia ute i rymdens vakuum så finns det dock överallt elektromagnetisk strålning av olika våglängder som t.ex. vanligt ljus, gammastrålning eller radiovågor. Förutom den strålning som kommer från stjärnorna finnas även en svag strålning överallt som kallas mikrovågsbakgrunden och som härrör från Universums skapelse vid Big Bang för drygt 14 miljarder år sedan.

Det här innebär att ett föremål som svävade någonstans ute i rymden skulle påverkas av den strålning som finns just där och anta en viss temperatur. Även om föremålet befann sig långt från några stjärnor skulle det ändå få en temperatur på några grader över den absoluta nollpunkten på grund av mikrovågsbakgrunden. Därifrån kommer siffran 2,7 K vilket svarar mot -270,5 grader Celsius som man ibland ser angiven som ”rymdens temperatur”.

Ett svart hål utgör en masskoncentration som är så stor att allting, både materiepartiklar och strålning, som sugs in av dess gravitation och når den s.k. ”händelsehorisonten” aldrig kan komma ut igen. Detta innebär att man inte kan ”se” ett svart hål på annat sätt än att observera den gravitationseffekt det har på sin omgivning. Det supermassiva svarta hål som finns i centrum av vår galax, Vintergatan, gör inte mycket väsen av sig men kan detekteras genom att vi studerar banorna hos närliggande stjärnor. Andra svarta hål som befinner sig i centrum av avlägsna (och därför mycket unga) galaxer kan dock ge upphov till exotiska objekt som hör till de hetaste man hittat och som kallas kvasarer. Dessa objekt utsänder enorma mängder strålning som alstras av friktionen hos den materia som just sugs in i det svarta hålet innan den passerar händelsehorisonten. Denna enormt höga temperatur alstras alltså av materien alldeles utanför det svarta hålet och säger ingenting om temperaturen i dess inre. Enligt teoretiska beräkningar kan temperaturen inne i det svarta hålet, alltså innanför händelsehorisonten, vara extremt låg och variera med det svarta hålets massa. Att verifiera detta experimentellt lär inte bli så lätt då ingenting som kommit dit kan komma åter! / Ragnar Erlandsson, professor emeritus

Den här händelsen när fragment av Shoemaker-Levy 9 kometen kolliderade med Jupiter 1994 är de största kosmiska kollisioner i vårt solsystem som man kunnat observera i detalj och som gav astronomerna unik information om den här typen av dramatiska händelser. De över 20 fragmenten gav upphov till gigantiska explosioner som sände iväg plymer som sträckte sig 3000 km upp och bestod av material från lägre liggande lager av planetens atmosfär samt förångade rester av kometfragmenten. När det här materialet föll tillbaka bildades de enorma, mörka, halvcirkelformade fläckar som syns bra på NASA:s video.

Planeten har visserligen inte någon fast yta, men när objekt med den här hastigheten, 60 km/s, och en storlek av upp till 1 km i diameter kommer in i den täta atmosfären utvecklas enorma mängder energi (långt mer än alla kärnvapen här på jorden) så det handlar inte precis om några ”mjuklandningar” utan resultatet blir enorma explosioner.
Eftersom ”ärren” bestod av färgvariationer i atmosfären försvann de snart (efter ett antal månader) och gav i samband med det astronomerna en unik möjlighet att studera vindarna i planetens atmosfär. Små förändringar i sammansättningen av atmosfär kan man dock fortfarande detektera med känsliga instrument.

Ett annat märkligt fenomen på Jupiter, den stora röda fläcken, visar dock att färgvariationer i atmosfären kan finnas kvar i århundraden utan att försvinna. Det här handlar om ett gigantiskt vädersystem som trots att det flyttar sig och förändras har behållit sin identitet sedan 1600-talet!

Observationerna av Jupiters kollision med Shoemaker-Levy 9 illustrerar också något viktigt för oss som lever här på jorden, nämligen att Jupiter med sin enorma massa tjänar som ”dammsugare” i vårt solsystem genom att dra till sig mindre himlakroppar som kunde utgöra en fara för oss. Samtidigt är ju en sådan här händelse en påminnelse om att det finns andra otrevligheter än pandemier som skulle kunna drabba oss här på jorden! / Ragnar Erlandsson, professor emeritus

Du har helt rätt i att om solen stod som högst kl. 12:00 ett visst datum så skulle det vara midnatt kl. 12:00 ett halvår senare om ett dygn svarade mot att jorden roterade exakt ett varv relativt avlägsna stjärnor. Av den anledningen så svarar ett "vanligt" dygn (s.k. soldygn) mot att jorden roterar något mer än ett varv (mer, eftersom jordens rotationsriktning överensstämmer med banrörelsen runt solen). Tidigare var det denna tidsperiod, dvs tiden mellan att solen nådde en viss position på himlen och att den passerade samma punkt nästa dag, som användes som definition av dygnet och därmed våra tidsenheter. Eftersom det finns små oregelbundenheter i hur himlakroppar rör sig använder man idag en annan metod som baserar sig på s.k. atomur för att definiera tidsenheterna. Eftersom man givetvis vill att solen alltid skall stå som högst kl. 12:00 så måste man dock emellanåt lägga till en skottsekund.

Inom astronomin används dock ofta "stjärndygn" och "stjärntid" som just utgår från ett dygn som svarar mot att jorden roterar precis ett varv per stjärndygn. Illustrationen här visar tydligt skillnaden mellan stjärndygn och soldygn.

Använder man sig av stjärntid så kommer en avlägsen stjärna alltid att befinna sig i samma riktning ett visst klockslag vilket är praktiskt om man skall ställa in ett teleskop. Eftersom ett vanligt soldygn är 24 timmar långt kommer ett stjärndygn (ett varvs rotation) att ta lite kortare tid, närmare bestämt 23 tim 56 min och 4,1 sekunder.

Eftersom jorden alltså roterar lite mer än ett varv på 24 tim så är alltså rotationshastigheten något högre än 1 varv/24 tim, närmare bestämt 1,0027 varv/24 tim. Stjärnbildernas läge ett visst klockslag kommer också att ändra sig under året.

/ Ragnar Erlandsson, professor emeritus