Det nye teleskopet som befinner seg bak månen skal lete etter signaler som er svært vanskelig å oppdage fra jorden.
Det nye teleskopet som befinner seg bak månen skal lete etter signaler som er svært vanskelig å oppdage fra jorden.

Teleskop bak månen leter etter signaler fra universets barndom

Teleskopet skal utforske radiofrekvenser som er så lave at de omtrent ikke er målt før.

Publisert

Kinesere har studert månens mørke halvdel siden et romfartøy landet der i januar i år.

En kommunikasjonssattelit som svever bak månen har bistått i oppdraget. Nå er satellitten fri til å ta fatt på sin neste oppgave: den er gjort om til et radioteleskop.

Satellitten hadde nemlig med seg instrumenter som er laget i samarbeid mellom nederlandske og kinesiske forskere. Nå er antennene delvis foldet ut.

Teleskopet er designet for å oppdage ekstremt svake radiobølger. Radiobølger som er så svake at de enten ikke når igjennom jordas atmosfære, eller de er nærmest umulig å skille fra alt støyet her nede.

Har forsøkt å måle fra bakken i mange år

I ly fra månen håper forskere for første gang å oppdage stråling helt tilbake fra universets mørke tidsalder. Det er epoken før stjerner ble tent.

- Ved å måle strålingen på forskjellige lave frekvenser, så kan man lage en historie om hvordan gasser har klumpet seg sammen mer og mer, frem til de første stjernene ble dannet. Det er uhyre spennende.

Det sier Håkon Dahle, astrofysiker ved Universitetet i Oslo.

- Man har forsøkt å måle denne strålingen fra bakken i mange år, men problemet er at strålingen er så svak. Vi har alle mulige kilder til forgrunnsstøy. Foreløpig så har det vært så krevende å fjerne støykildene, at det ikke er gjort noen deteksjoner.

Ikke støyfritt

Vil det kinesisk-nederlandske teleskopet bli det første til å «se» tilbake til universets barndom?

- Om akkurat denne sonden klarer å måle det for første gang, det er jeg ikke helt sikker på, sier Dahle.

Håkon Dahle, astrofysiker ved Universitetet i Oslo.
Håkon Dahle, astrofysiker ved Universitetet i Oslo.

Det er langt fra støyfritt der ute, selv på baksiden av månen. Det kan også være at instrumentenes egen elektronikk vil forstyrre.

- Men uansett så er dette veldig interessant fordi de utforsker et frekvensområde som i veldig liten grad er utforsket tidligere, sier Dahle.

Han sier at dette bare er starten.

- Det vil ikke være mislykket dersom de ikke klarer å måle stråling fra det tidlige universet. Vi vil fortsatt finne ut veldig mye viktig om hvilke astronomiske objekter som bidrar med stråling på disse frekvensene. Det kan tas hensyn til i senere målinger.

- De har også mulighet til å oppdage helt nye ting, legger han til.

Trøbbel med å få ut antennen

Nå er teleskopets antenner delvis foldet ut. Det oppstod litt trøbbel da det skulle skje. Forskerne bestemte seg for å vente med å forsøke å folde ut antenne til full lengde.

Slik de står nå, skal de kunne oppdage signaler fra 800 millioner år etter big bang, ifølge en pressemelding fra nederlandske Radboud University.

Dersom forskerne lykkes med å få antennene helt ut, vil de kunne fange opp radiostråling fra enda tidligere i universets historie.

Her foldes antennene ut på radioteleskopet The Netherlands-China Low Frequency Explorer (NCLE)
Her foldes antennene ut på radioteleskopet The Netherlands-China Low Frequency Explorer (NCLE)

Håper å se tilbake til tiden før de første stjernene

Men hvordan kan man egentlig måle noe som skjedde for over 13 milliarder år siden?

Perioden fra 380 tusen til 200 millioner år etter big bang kalles altså for universets mørke tidsalder. Da var det nesten ingen kilder til elektromagnetisk stråling, for stjernene var ikke dannet enda, forteller Dahle.

- Den eneste kilden var hydrogengass, sier Dahle.

- Nøytral hydrogengass sender ut stråling på 21 centimeter. Så det vi håper å gjøre etter hvert, er å følge hvordan denne hydrogengassen begynner å klumpe seg mer og mer sammen.

- Hvordan kan dere finne ut det?

- Vi kan se hvordan signalet varierer med hvilken retning teleskopet pekes i, og hvilken retning strålingen kommer fra.

Jo lavere frekvenser forskere måler, jo lenger tilbake i tid kan de «se».

- Det er fordi bølgelengden er blitt strukket ut av universets ekspansjon i løpet av den tiden strålingen har vært på vei mot oss, forklarer Dahle.

Forskere har også fått mye informasjon om universets utvikling gjennom bakgrunnstrålingen. Dette er rester etter intens stråling fra universets første 380 tusen år.

Vil forskere klare å finne signaler fra universets mørke tidsalder? Dette bildet er en datasimulering fra da lys begynte å spre seg ut i det tidlige universet. (Bilde: Andrew Pontzen and Fabio Governato
Vil forskere klare å finne signaler fra universets mørke tidsalder? Dette bildet er en datasimulering fra da lys begynte å spre seg ut i det tidlige universet. (Bilde: Andrew Pontzen and Fabio Governato

Også neste epoke er nokså ukjent

Tiden etter de første stjernene ble tent er også noe forskere interesserer seg for. Denne perioden kalles for reioniseringsepoken.

Da ble hydrogenskyer varmet opp av glødene, nyfødte stjerner. Elektroner rev seg løs fra atomkjernene sine og det nøytrale hydrogenet ble ionisert.

- Det er en epoke i universets historie som vi prøver å forstå. Det er veldig mye forskning i dag som går på å prøve å finne ut hvordan dette skjedde, og hva slags type stjerner som forårsaket dette, sier Dahle.

I dag finnes det nesten ikke nøytral hydrogengass mellom galaksene.

Radioteleskop på størrelse med jorda

Det nye teleskopet beveger seg i samme hastighet som månen rundt jorda og holder seg konstant bak månen. Det er fordi det befinner seg i nærheten av et spesielt punkt bak månen som kalles et Lagrange-punkt. Det holder satellitten stabil, men banen er lagt opp slik at sonden fremdeles kan skimte jorden.

I fremtiden kan det bli aktuelt å sette opp et radioteleskop på baksiden av månens overflate, sier Dahle. Her vil instrumentet være helt skjermet fra menneskeskapte forstyrrelser.

Dahle trekker også frem mulighetene for å koble sammen teleskoper ved månen med teleskoper på jorden.

Tidligere i år kom nyheten om det første bildet av et sort hull. Forskerne klarte å ta bildet ved å koble sammen signaler fra radioteleskoper over hele kloden.

- Det gjorde at man fikk et bilde som var så skarpt som om det ble tatt av et radioteleskop på størrelse med jordkloden, sier Dahle.

- I prinsippet så kan man utvide dette med sonder i nærheten av månen. Da kan man få et virtuelt radioteleskop så stort som avstanden fra månen til jorden. Da vil man på sikt kunne lage enda skarpere bilder av for eksempel sorte hull, sier Dahle.

Det nederlandske og kinesiske pilotprosjektet er kanskje et første steg på vei mot slike nye muligheter.