Stjerneforskningens historie

Store bjørn, i Norge mer kjent som Karlsvognen, har vært en del av seremonier og tilbedelse av utallige sivilisasjoner.

Stjerneforskningens historie omhandler vår forståelse og kunnskap om stjernene gjennom historien. Mennesker har sett stjernene siden sivilisasjonens morgen, sannsynligvis enda lenger. Jakten på kunnskap har alltid motivert studiet av himmelske fenomener, både for religiøse og seremonielle formål samt for navigasjon. Historisk sett har astrologi og astronomi vært samme sak, kunnskap om stjernene var på mange måter et instrument for makt og et forsøk på å forutsi fremtidige hendelser. Det var ikke før den vitenskapelige metoden ble populær at de to fagfeltene ble delt.

Forhistorie

Mennesket har siden begynnelsen av historien forsøkt å finne svar på jordiske saker ved å studere fenomener på himmelen. Med hjelp av den menneskelige fantasien ble ideen stjernebilder født, og de ble ofte flettet sammen med den lokale religionen.

Bruken av asterismer, det vil si mønstre av stjerner, har blitt sporet tilbake til sent i steinalderen, for eksempel Storebjørn som kan finnes i mange gamle kulturer over hele den nordlige halvkule. Studier tyder på at mennesker allerede for 16 000 år siden hadde utviklet et system på 25 stjernebilder. I løpet av yngre yngre steinalderen kunne asterismen også symbolisere ulike ikke-antropomorfe ting, som for eksempel bilder relatert til jordbruk eller husdyrhold.

Den første astronomiske vitenskapen, som så stjernene som permanent faste punkter på en sfære, bestod hovedsakelig i å forutsi solens, månens og planetenes bevegelse på bakgrunn som de tilsynelatende faste stjernene utgjorde. Gjenværende bevis på datidens forhold mellom mennesker og astronomi er kanskje først og fremst de bautasteinene som er lokalisert over hele verden med Stonehenge som det trolig mest kjente eksempelet, som ifølge den astronomiske tolkningen ble brukt til å lage presise astronomiske spådommer og målinger. Disse observasjonene kunne deretter brukes til å lage kalendere som var nytting i landbruket.

Antikken og middelalderen

Systemet med stjernebilder forbedret seg og ble videreutviklet under det andre årtusenet f.Kr. av babylonerne som ga navnene til dagens stjernebilder i Dyrekretsen. De opprettet også astronomiske kalendere som fokuserte på fenomener som kunne brukes til å følge årstidene. I området har det blitt funnet en rekke leirtavler med kileskrift, kalt Enum Anu Enlil, som nøyaktig beskrivelse av ulike astronomiske begivenheter. En av tavlene som beskriver planeten Venus' bevegelser antas å beskrive hendelsene for 3500-4000 år siden, men som har blitt overført til tavlen fra en tidligere original.

Også sivilisasjon fra det gamle Egypt hadde enestående kunnskap om astronomi og astrologi. Dette er blant annet dokumentert ved verdens eldste bevarte og nøyaktig daterte (1534 f.Kr.) stjernekart funnet i Dendura, Egypt. Også fønikerne, det tidlige sjøfarerfolket, hadde skaffet seg gode kunnskaper om astronomien som de brukte til å navigere på havet. De brukte blant annet Lillebjørn og Polaris for å holde orden på himmelretningene.

Astronomer i antikkens Hellas og Romerriket sto for det neste store skritt i utviklingen. 48 av de 88 aktuelle stjernebildene ble bestemt og katalogisert på 100-tallet av astronomen Ptolemaios, men selv før det laget Eudoksos fra Knidos (300-tallet f.Kr.) og Hipparkhos av Nikea (100-tallet f.Kr.) stjernekataloger basert på studier gjort av tidligere sivilisasjoner som de to studerte. Den samme Hipparkhos var heldig og observerte en supernova i stjernebildet Skorpionen, og dette fikk ham til å tvile på uforanderligheten på stjernehimmelen. Han bemerket seg også, etter nøye observasjon, at stjernenes posisjoner ikke var nøyaktig de samme som før, og oppdaget med dette jordaksens presesjon som blant annet forårsaker at Polaris ikke alltid vil stå rett opp i nord.

Under den greske storhetstiden ble stjernebildene tildelt navn fra den greske mytologien. Selv en spesiell gruppe «stjerner» som grekerne kalte πλανῆται planētai, vandrere ) ble oppkalt etter noen av Olympus' guder, og disse syntes å bevege seg i forhold til de andre stjernene og var selvfølgelig det vi i dag vet ikke er stjerner, men planetene i solsystemet. De oppdaget imidlertid aldri de ytterste planetene, som ikke ble oppdaget før på 1700- og 1800-tallet. Uranus er svært vanskelig å se med det blotte øye, selv under de beste forholdene og dens bevegelser over himmelen ble aldri registrert. Den ytterste planeten Neptun er helt umulig å oppdage uten hjelpemidler.

I middelalderen stagnerte astronomien markant i det dypt kristne Europa som aksepterte det geosentriske verdensbilde, en linje som hadde støtte i Bibelen. I den islamske verden fortsatte imidlertid utviklingen av astronomien. De muslimske astronomene beundret Ptolemaios' arbeid med Almagest, en tekst som fikk svært lite gjennomslag i Europa. Araberne ga stjernene arabiske navn, hvorav mange fremdeles er i bruk den dag i dag, og oppfant et bredt spekter av astronomiske instrumenter. I løpet av det 11. århundret beskrev astronomen al-Biruni vår galakse, Melkeveien, som en samling av tåkete stjerner. Han tok også for gitt at jorden var rund og han spekulerte sammen med andre arabiske astronomer i det heliosentriske verdensbildet og var den første som definitivt skiller mellom astronomi og astrologi. Al-Biruni tok kraftig avstand fra den siste vitenskapen som han hevdet var basert på gjetninger og ikke på empiriske bevis, en tilnærming som ikke skulle få noen innvirkning på hundrevis av år.

Selv datidens kinesiske astronomer innså, akkurat som Hipparchus før dem, at himmelens stjerner var ikke uforanderlige og at nye kunne oppstå der det ikke eksisterte noen før. Det de så var supernovaene, som de møysommelig registrerte. Spesielt en relativt nærliggende supernova, SN 1054, som fant sted for rundt 3000 år siden, men hvis lys nådde Jorden 4. juli 1054, gjorde et stort inntrykk på kinesiske astronomer. Denne skapte det som kan nå ses som Krabbetåken, oppkalt etter franskmannen Charles Messier.

Den vitenskapelige revolusjonen

De første fremtredende astronomene i Europa etter middelalderen anses å være Tycho Brahe og Johannes Kepler. Disse to tvilte på stjernehimmelens uforanderlighet og oppdaget stjerner som tilsynelatende kom fra ingensteds. De kalte disse stjernene for stellae nova , nye stjerner, men de var i virkeligheten svært gamle stjerner som ble supernovaer.

I 1584 publiserte Giordano Bruno sitt arbeid De l'Infinito Universo e Mondi , hvor han hevdet at stjernene var andre soler og at rundt dem kunne det eksistere jordlignende planeter. Ideen falt ikke i god jord i den katolske kirke, som etter en tid dømte, fengslet og til slutt brente Bruno på bål for kjetteri. Brunos ideer ble imidlertid ført videre vant senere terreng hos det astronomiske samfunnet.

For å forklare hvorfor stjernene holdt avstand fra hverandre foreslo Isaac Newton at de var jevnt fordelt i alle retninger. Denne ideen hadde allerede blitt presentert av teologen Richard Bentley, som er antatt å ha påvirket Newton.

Portrett av William Herschel.

Den italienske astronomen Geminiano Montanari beskrev i 1667 variasjoner i lysstyrken til stjernen Algol (β Persei). I 1710 studerte Edmond Halley stjernenes egenbevegelse i England, og han ble oppmerksom på at stjernene hadde flyttet seg noe siden Hipparkhos' og Ptolemaios' målinger. Friedrich Bessel var den første til å finne avstanden til en annen stjerne da han i 1838 fant at avstanden til 61 Cygni var 11,4 lysår. Med denne og andre målinger ble det anerkjent at avstandene mellom stjernene var enorme.

William Herschel, som oppdaget den dobneltstjernene, var den første astronomen som forsøkte å måle fordelingen av stjerner i universet. I 1785 utførte han en ambisiøs serie målinger av 600 deler av himmelen og noterte antall stjerner i hver av delene. Det han fant var at tettheten av stjerner økte i en viss retning på himmelen, som var Melkeveiens sentrum, i stjernebildet Skytten. Herschel sønn John gjentok målingene av den sørlige himmelen og kom til samme konklusjon som far. Ved hjelp av dette tegnet William et bilde av galaksen, men han antok feilaktig at solen var nær dens sentrum.

Den moderne astronomien

Joseph von Fraunhofer og Angelo Secchi regnes som pionerer innen stjernespektroskopien, som var utgangspunktet for den moderne astronomien. De to astronomene sammenlignet spekteret fra solen med andre stjerner som Sirius, og fant forskjeller i spektrallinjenes tykkelse og antall. I 1865 innførte Secchi et system for å klassifisere stjerner etter deres spektre, men det nåværende systemet ble utviklet av Annie Jump Cannon.

Observasjoner av dobbeltstjerner vokste betydelig mot slutten av 1800-tallet. Den tidligere nevnte Bessel bemerket i 1834 noen uregelmessigheter i bevegelsene til stjernen Sirius, noe som antydet at stjernen hadde en ledsager som ikke hadde blitt oppdaget. Noe tid senere, ble også tvillingstjernen; den hvite dvergen Sirius B. Edward Pickering oppdaget den første spektroskopiske dobbeltstjernen i 1899, da han observerer spektrallinjer tilhørende stjernen Mizar (ζ Ursae Majoris) og så en vanlig forskyvning av linjene med en periode på 104 dager. Ved bruk av samme metode kunne astronomene Wilhelm von Struve og Sherburne Wesley Burnham oppdage mange dobbeltstjerner fra målinger av baneparametre.

På 1900-tallet ble det gjort store fremskritt innen stjerneforskning, og et viktig verktøy for dette var fotografiet. Karl Schwarzshild oppdaget at en stjernes farge, og dermed dens effektive temperatur, kunne måles ved å sammenligne stjernenes størrelsesklasse ved ulike bølgelengder. Den raske utviklingen av forskning på den fotoelektriske effekten tillot at bilder kunne tas ved langt mer spesifikke bølgelengder og dermed kunne bølgelengdene måles opp. I 1921 utførte Albert Michelson den første målingen av en stjernes diameter ved hjelp av et interferometer montert på teleskopet Hooker ved Mount Wilson Observatory.

Et viktig skritt for å visualisere stjernenes ulike typer og egenskaper ble uavhengig av hverandre utført av Ejnar Hertzsprung og Henry Norris Russell i 1913; Hertzsprung-Russell diagrammet. Senere varianter ble utviklet for å forklare den dynamiske utviklingen hos stjernene. Samtidig ble det gjort store fremskritt innen kvantemekanikken slik at ulike fenomener av stjernenes spekter kunne forklares. Dermed kunne en også med presisjon fastslå den kjemiske sammensetningen i stjernenes atmosfære.

Ved hjelp av de nyeste astronomiske verktøyene har astronomer kunnet observere individuelle stjerner i andre galakser i den lokale gruppen, den lokale galaksehopen som Melkeveien tilhører. Nylig har man også lyktes i å observere en individuell cepheidvariabel i galaksen M100, som ligger i galaksehopen Virgo 108 millioner lysår fra Jorden.

Den siste store utviklingen i stjerneforskningen fra 1990-tallet og framover har ellers vært oppdagelsen av mange eksoplaneter, det vil si planeter som tilhører andre stjerner. Det første stjernesystemet som ble oppdaget å ha planeter var en pulsaren PSR B1257 12 som i 1990 ble funnet å ha et planetsystem. Frem til oktober 2008 var totalt 313 eksoplaneter blitt bekreftet.

Se også

• Arkeoastronomi
• Astronomiens historie

Referanser

Autoritetsdata