Mælkevejen løber tør for gas
Mælkevejen står over for en energikrise, der ligger tættere på, end vi hidtil har troet. Allerede om en milliard år er der så lidt gas tilbage, at den høje produktion af nye stjerner ikke kan fortsætte.
De opsigtsvækkende resultater stammer fra rumteleskopet Spitzer, der ser universet i et infrarødt lys. Spitzer kredser ikke om Jorden, men følger efter Jorden i dens bane rundt om Solen i en så stor afstand, at Jorden ikke længere er i vejen for udsynet.
Spitzer er specialdesignet til at kunne opfange den meget svage infrarøde varmestråling fra universet. Derfor er det nødvendigt at holde teleskopet stærkt nedkølet til en temperatur blot 1,5 grader over det absolutte nulpunkt på -273 grader celsius. Selve teleskopet holdes af den grund i skygge for solen bag nogle paneler, ligesom teleskopet også har en beholder med 360 liter flydende helium som en slags kølevæske.
Stjerner dannes af støv og gas
Spitzers arbejde har været koncentreret om de forholdsvis kolde skyer af støv og gas både i Mælkevejen og i andre galakser. Det er i disse skyer, der dannes nye stjerner. I den forbindelse varmes skyerne så meget op, at de udsender infrarødt lys – og det udnytter Spitzer til at kortlægge de stjerneproducerende områder, især i vores egen Mælkevej.
Et af de bedst kendte områder for stjernedannelse i Mælkevejen er Orion-tågen, der ligger 1500 lysår væk. Men der er også mange andre stjernedannende tåger i Mælkevejen, og Spitzer har opdaget, at flere af dem er langt større og producerer mange flere stjerner end Oriontågen.
Samtidig har det infrarøde teleskop registret næsten dobbelt så mange stjerneproducerende skyer, som man hidtil har kendt. Tidligere vurderede man antallet til at ligge mellem 5000 og 7000 stjernedannende regioner i Mælkevejen, men nu er dette skøn ændret til mellem 10.000 og 15.000.
10.000-30.0000 lysår fra Mælkevejens centrum
En af de skyer, som Spitzer har observeret, er Svanetågen M17, der ligger 5500 lysår fra Jorden og er en del af stjerne-billedet Skytten. Alene i denne sky ser det ud til, at der dannes stjerner med en hastighed på omkring otte solmasser på bare 1000 år, og det er langt mere, end hvad vi kender fra Oriontågen. Observationerne viser, at de fleste stjerner dannes i et område, der ligger mellem 10.000 og 30.000 lysår fra Mælkevejens centrum. Til sammenligning befinder vores sol sig ca. 26.000 lysår fra centret.
Astronomerne har hidtil ment, at der hvert år i Mælkevejen bliver dannet nye stjerner svarende til ca. fem solmasser. Da de fleste stjerner er en del mindre end Solen, bliver det til omkring ti nye stjerner om året. Men med Spitzers nye observationer er der ingen tvivl om, at tallet er langt større.
Det betyder samtidig, at Mælkevejen hurtigere opbruger lagrene af støv og gas. Man anslår, at den samlede mængde af gas og støv, der i dag findes i Mælkevejen, kun udgør få procent af galaksens samlede masse – måske omkring fem procent. Det er disse få procent, Mælkevejen nu “ødsler væk”.
Vi er endda heldigere stillet end en stor gruppe af galakser (de elliptiske galakser), der næsten ikke indeholder støv og gas. Her har der stort set ikke været nogen stjernedannelse i flere milliarder år, og derfor indeholder de ingen af de unge og meget lysstærke stjerner, men kun ældre og mere lyssvage.
Spitzer har også studeret meget fjerne galakser, hvorfra lyset har været undervejs i milliarder af år. Her har man opdaget, at der i mange galakser foregik en voldsom stjernedannelse for mellem fem og otte milliarder år siden, hvor der i nogle tilfælde blev dannet flere hundrede stjerner som Solen om året. I forhold til dengang er stjernedannelsen i dag ret beskeden i de fleste galakser.
Universet bliver mørkere
Når gas bindes i nye stjerner, er det kun en meget lille del, der leveres tilbage til rummet. Det sker først, når stjernen dør – enten som supernova eller som en mere fredelig planetarisk tåge – at en lille del af stoffet leveres tilbage til dannelsen af nye stjerner.
Dertil kommer, at det store flertal af stjerner er så små og lever så lang tid, at de slet ikke når at bidrage til nye stjernedannelser. Universet er nu 13,7 milliarder år gammelt, og vi befinder os efter alt at dømme i en periode, hvor der generelt er godt gang i stjernedannelsen – men sådan kan det altså ikke fortsætte.
Som udviklingen tegner sig, vil de fleste stjerner være dannet, inden universet er dobbelt så gammelt som nu. Der vil stadig dannes nye stjerner, men som helhed vil der være langt mellem de varme og stærkt lysende unge stjerner. Efterhånden som stjerneproduktionen ophører, vil galakserne lyse mindre, og derfor får vi gradvist et mørkere univers.
Vi kan derfor forudsige en fjern fremtid, hvor der ikke er andre lysende stjerner tilbage end de små røde dværgstjerner, som er meget mindre og koldere end Solen. De røde dværgstjerner bruger så lidt energi, at de kan leve i flere hundrede milliarder år. Det betyder derfor, at selv om stjerneproduktionen går i stå, vil der stadig være levende stjerner, selv når universet er blevet ti til 20 gange ældre, end det er i dag.