Filmar när tunga stjärnor kollapsar

Fermi Gamma-ray Space Telescope, världens känsligaste gammastrålningsatellit, fyller ett halvt decennium. I maj 2008 sköts nämligen Fermisatelliten upp från Kennedy Space Center och har egentligen uppnått sin planerade livstid. Men eftersom satelliten fortfarande hjälper forskare i världen får Fermi fortsatt förtroende att samla in information.

Bakom satelliten står forskare från KTH, Stockholms universitet och Linnéuniversitet och de ingår i det internationella forskningslag som leds av NASA och som har skapat en helt ny bild av Universums ovanligaste och mest extrema fenomen. Från gigantiska svarta hål i fjärran galaxer till mysteriet om den mörka materian, fenomen som Fermis under de fem åren hela tiden kastat nytt ljus över.

På KTH har forskningen med Fermisatelliten varit inriktad på så kallade gammablixtar (gamma-ray bursts, GRB). Fermi har detekterad hundratals gammablixtar som under några sekunder är de ljusstarkaste fenomenen i Universum. 

Gammablixtar tros uppstå då kraftigt roterande, tunga stjärnor kollapsar till svarta hål, huvudsakligen i universums barndom. 

– Gammablixtar har ända sedan dess upptäckt i början av 1970-talet gäckat forskarna, säger Felix Ryde, lektor i astropartikelfysik på KTH. 

Hans forskargrupp har med hjälp av information från Fermi lett det paradigmskiftet som har skett i förståelsen av orsaken till dessa gigantiska utbrott av gammastrålning. Det visar sig att strålningen i huvudsak uppkommer nära ytan av det eldklot som explosionen ger upphov till och som expanderar med nära ljusets hastighet.

Jan Conrad, professor i Astropartikelfysik vid Stockholms universitet, fortsätter med att berätta att Fermi uppdrag i framtiden kommer att ha en stark koppling till mörk materia.

– Vi har inte kunnat detektera signaler från mörk materia ännu, men det finns gäckande tecken som behövs redas ut. Våra modeller förutspår att den mörka materian kan ge signaler i teleskop som Fermi, säger Jan Conrad, den forskare som har lett det Svenska Fermikonsortiet från 2006 fram till idag men som nyligen lämnat över stafettpinnen till Felix Ryde vid KTH.

Han fortsätter med att berätta att det inte går att se mörk materia på grund av att den inte interagerar med den materia människan känner till. Den avger inte heller något ljus utan är i det närmaste osynlig. Men det går att se att den påverkar materia. Även om inga signaler upptäckts har Fermiforskningen gett viktiga ledtrådar om den mörka materians natur. 

– Vi ser hur galaxernas rotation påverkas av något som väger mycket men som inte syns. Vi ser även hur gasen i galaxkluster inte rör sig som den borde om det bara fanns synlig materia. Så vi vet att det finns något där. Frågan är bara vad. Många teoretiska modeller har utvecklats som förutspår partiklar som uppfyller det som krävs för att vara mörk materia. Med vår nya metod har vi för första gången kunnat utesluta modeller som av många ansågs som de mest naturliga, säger Jan Conrad.

Lars Bergström, professor i teoretisk fysik vid Stockholms universitet, sammanfattar de fem första åren.

– Det har varit en fantastisk tid med många uppseendeväckande upptäckter. Svenska forskare har kunnat dra stor nytta av information från Fermi och många av de mest uppseendeväckande resultaten har tagits fram här i Stockholm, säger Lars Bergström.

Ett hundratal fysiker från hela världen träffas nästa vecka i Stockholm för att diskutera resultaten och förbättra instrumenten ombord på Fermi.

Du hittar fotografier och filmer här: svsdev.gsfc.nasa.gov/Gallery/Fermi5.html (användarnamn: media1 / lösenord: wyE1mLi76D).

För mer information, kontakta Felix Ryde på 08 - 55 37 85 45 / felix@particle.kth.se eller Jan Conrad på 08 - 55 37 87 69 / conrad@fysik.su.se.

Peter Larsson