Hvor gammel er Mælkevejen?

Mælkevejen (vores galakse) er ca. 13.600.000.000 år gammel

Er vores galakse ung eller gammel i universet?

Det kunne se ud til, at den galakse vi lever i, er en af de grundlæggende medlemmer af galaksene i universet. Altså at vi lever i en meget gammel galakse.

Findes der meget unge galakser?

Ja, Orion-tågen er kun nogle få millioner år gammel.

Hvornår blev solen dannet?

Solen og dens planeter blev dannet for ca. 4560 mill. år siden.

Hvor gammel er Jorden?

Den er 4,54 milliarder år gammel.

Hvor gammelt er livet på Jorden.

Det er mindst 3,8 milliarder år gammelt. Det vil sige at det første liv blev dannet på Jorden for mindst 3.800.000.000 år siden.

Hvor sikker er man på denne alder?

Mælkevejens alder har astronomer fra den europæiske rumforskningsorganisation og fra Italien fastlagt mere præcis end hidtil – med nye oplysninger om Mælkevejens alder, som bygger på målinger, som man ikke tidligere har kunnet udføre, nemlig måling af beryllium i to gamle stjerner. Den nuværende bedste vurdering af universets alder, f.eks. udregnet på grundlag af målinger af baggrundsstrålingen af kosmiske mikrobølger, er 13.700 mill. år. Ifølge den nye måling dannedes Mælkevejen hurtigt efter dannelsen af universet.

Hvor i Mælkevejen findes de ældste stjerner?

Nogle af de ældste stjerner i Mælkevejen findes i store stjernehobe, navnlig i såkaldte kuglehobe "globular clusters" (som på billedet herover), der kaldes således på grund af deres kugleform.

Hvad er det særlige ved kuglehobe?

Stjerner i kuglehobe blev født samtidigt, ud fra den samme sky.

Hvorfor er man særligt interesseret i kuglehobe?

Eftersom stjerner med forskellige masser udvikler sig med forskellig hastighed er det muligt at måle alderen af kuglehobene med rimelig god præcision. De ældste er over 13000 millioner år gamle.

Var kuglehobene de første stjerner i Mælkevejen?

Nej, kuglehobene var ikke de første stjerner, som dannedes i Mælkevejen. Det ved vi, fordi de indeholder små mængder af visse grundstoffer, som må være blevet dannet i en tidligere generation af massive stjerner, som eksploderede som supernovaer efter en kort og energifyldt levetid. Disse stoffer blev lejret i skyerne, som var udgangspunkt for den næste generation af stjerner.

Kender man stjerner af første generation?

Indtil man publicerede en artikel i 2004 havde det ikke været muligt at finde mindre massive stjerner af første generation, som stadig kan være lysende i dag.

Hvor gammel er Mælkevejen i forhold til dens kuglehobe?

Mælkevejen er ældre end de ældste kuglehobe-stjerner, men i lang tid har man ikke vidst, hvor meget ældre. Man har manglet en metode til at måle tidsintervallet mellem dannelsen af de første stjerner i Mælkevejen (hvoraf mange blev supernovaer) og tidspunktet, hvor stjernerne i en kuglehob af kendt alder dannedes. Summen af dette tidsinterval og alderen af disse stjerner vil så være alderen af Mælkevejen.

Hvordan fandt man det manglende tidsrum mellem Mælkevejens dannelse og alderen på kuglehobene?

Beryllium har givet svaret. Beryllium er et af de letteste grundstoffer. Den mest almindelige, stabile isotop er Beryllium-9. Den har en kerne bestående af 4 protoner og 5 neutroner. Kun hydrogen, helium og lithium er lettere. Disse tre grundstoffer blev dannet under Big Bang, og de fleste af de tungere grundstoffer dannedes senere i det indre af stjernerne. Men beryllium-9 kan kun dannes ved "kosmisk spallation". Det vil sige, ved fragmentering af hurtigt-bevægende tunge kerner, med oprindelse i de nævnte supernova-eksplosioner, og som betegnes som energirige "galaktiske kosmiske stråler" – når de kolliderer med lette kerner (protoner og alfa-partikler, dvs. hydrogen- og heliumkerner) i rummet mellem stjernerne.

Hvor fandtes de kosmiske stråler i Mælkevejens første tid?

De kosmiske stråler fandtes overalt i den tidlige Mælkevej, styret på deres vej af det kosmiske magnetfelt. Det beryllium, som derved dannedes, var derfor ensartet fordelt i den tidlige Mælkevej-galakse.

Hvorfor man beryllium bruges som tidsmåler?

Mængden af beryllium forøgedes naturligvis med tiden. Dette er årsagen til, at beryllium kan bruges som et "kosmisk ur". Jo længere tid, der gik mellem dannelsen af de allerførste stjerner (eller mere korrekt, deres hurtige tilintetgørelse i supernova-eksplosioner) og dannelsen af kuglehob-stjernerne, jo højere var berylliumindholdet i rummet mellem stjernerne, – det interstellare medium, hvorfra de dannedes.

Hvordan bruger man beryllium til at måle en stjernes alder?

Hvis man antager, at alt beryllium bevares i stjernens atmosfære betyder det, at jo mere beryllium man finder i en sådan stjernes atmosfære, jo længere tid er der gået mellem dannelsen af de allerførste stjerner i Mælkevejen og den pågældende stjerne. Beryllium giver os derfor enestående viden om varigheden af Mælkevejens første stadie.

Denne beryllium-dateringsmetode har været kendt flere årtier, men man manglede at finde beryllium i kuglehobene. Beryllium ødelægges nemlig ved temperaturer over nogle få millioner grader. Når en stjerne udvikles til en lysende gigant opstår der kraftige konvektionsbevægelser, og gassen i stjernens øvre atmosfære kommer i kontakt med det varme gas fra stjernens indre, hvori al beryllium er blevet ødelagt. Dermed fortyndes stjernens berylliumindhold i stjernens atmosfære. Derfor må man måle beryllium i mindre massive, mindre udviklede stjerner i stjernehoben. Det er så også mindre tydelige stjerner at lede efter – de er svage og derfor svære at finde i stjernehoben. Alle stjernehobe er meget langt væk fra os. Stjernehoben NGC6397 er den stjerne-kuglehob, som er næstnærmest til os (kun stjernehoben Messier 4 er nærmere). De relevante stjerner i NGC6397-stjernehoben er 10.000 gange svagere end den svageste stjerne, som er synlig for det blotte øje. Disse gamle stjerner har relativt lidt beryllium, og derfor ses beryllium-spektral­linierne kun som svage linier, og der er kun to spektrallinier at se efter, når det gælder dette beryllium. Desuden findes disse to svage spektrallinier i den ultraviolette del af spektret, som påvirkes kraftigt af absorption i jordens atmosfære. Bølgelængden er ved 313 nm, og det er meget nær ved de 300 nm, som er den nedre grænse for, hvad der er synligt fra jordoverfladen.

De tekniske vanskeligheder har altså indtil nu forhindret måling af beryllium i kuglehobene. De afgørende målinger Observationerne er udført af et internationalt team af astronomer, som benyttede et særligt UV-lys følsomt "UVES-spektrometer" på den europæiske rumforskningsinstitutions 8,2 meter "Very Large Telescope" ved ­Paranal Observatoriet i Chile. Beryllium-indholdet blev målt i to stjerner, "A0228" og "A2111", som findes i en afstand af 7200 lysår fra os i stjernebilledet Ara på den sydlige stjernehimmel. Den kuglehob, som de to stjerner findes i, indeholder ca. 400.000 stjerner, som er 13400 +/- 800 mill. år gamle. Målingen blev gjort ved en 10-timers eksponering på hver stjerne. Det var på grænsen af, hvad teleskopet og spektrometeret kunne klare, og for få år siden ville det have været utænkeligt, siger gruppelederen Luca Pasquini. Spektrallinierne af de svage spor efter Beryllium blev sammenlignet med syntetiske spektra med forskelligt berylliumindhold for at finde det, som passede bedst, og derved få et mål for beryllium i disse stjerner. Det siger noget om, hvor lidt beryllium der var, at der for hvert beryllium-atom var 2.224.000.000.000 hydrogen-atomer i disse stjerner.

Den målte mængde beryllium må have ophobet sig i løbet af 200-300 mill. år ifølge de bedste nukendte spallationsteorier. Vi ved derfor nu, at alderen af Mælkevejen er så meget mere end alderen af disse kuglehobstjerner. Mælkevejen, vores galakse, må derfor være 13600 mill. år gammel – med en usikkerhed til begge sider på 800 mill. år. Dette er første gang man har bestemt denne tidsangivelse på en uafhængig måde. Tallet passer fint med vurderingen af universets alder, 13700 mill. år. Det er den tid, som er gået siden Big Bang. Det ser derfor ud til, at den første generation af stjerner i Mælkevejen blev dannet omkring den tid, hvor "Dark Ages" sluttede, som nu antages at være ca. 200 mill. år efter Big Bang.

Internetkilder:

**3344**

Tegn abonnement på

BioNyt Videnskabens Verden (www.bionyt.dk) er Danmarks ældste populærvidenskabelige tidsskrift for naturvidenskab. Det er det eneste blad af sin art i Danmark, som er helliget international forskning inden for livsvidenskaberne.

Bladet bringer aktuelle, spændende forskningsnyheder inden for biologi, medicin og andre naturvidenskabelige områder som f.eks. klimaændringer, nanoteknologi, partikelfysik, astronomi, seksualitet, biologiske våben, ecstasy, evolutionsbiologi, kloning, fedme, søvnforskning, muligheden for liv på mars, influenzaepidemier, livets opståen osv.

Artiklerne roses for at gøre vanskeligt stof forståeligt, uden at den videnskabelige holdbarhed tabes.