Hubble

 Hvor mange stjerner er det i universet?

Av Elizabeth Howell publisert 18. mai 2017

år du ser opp på nattehimmelen, er det utfordrende nok for en amatørastronom å telle antall synlige stjerner med blotte øyne. Med større teleskoper blir flere stjerner synlige, noe som gjør telling umulig på grunn av hvor lang tid det vil ta. Så hvordan finner astronomer ut hvor mange stjerner det er i universet?

Den første klebrige delen er å prøve å definere hva «univers» betyr, sa David Kornreich, assisterende professor ved Ithaca College i delstaten New York. Han var grunnleggeren av tjenesten "Spør en astronom" ved Cornell University.

"Jeg vet ikke [svaret] fordi jeg ikke vet om universet er uendelig stort eller ikke," sa han. Det observerbare universet ser ut til å gå tilbake i tid med omtrent 13,8 milliarder år, men utover det vi kunne se kan det være mye, mye mer. Noen astronomer tror også at vi kan leve i et "multivers" der det vil være andre universer som vårt inneholdt i en slags større enhet. 

Relatert: Hva er Big Bang Theory?

Det enkleste svaret kan være å estimere antall stjerner i en typisk galakse, og deretter multiplisere det med det estimerte antallet galakser i universet. Men selv det er vanskelig, for noen galakser skinner bedre i synlig eller noen i infrarød, for eksempel. Det er også estimeringshindringer som må overvinnes.

I oktober 2016 antydet en artikkel i Science (basert på dypfeltsbilder fra Hubble-romteleskopet) at det er omtrent 2 billioner galakser i det observerbare universet, eller omtrent 10 ganger flere galakser enn tidligere antydet. I en e-post med Live Science sa hovedforfatter Christopher Conselice, professor i astrofysikk ved University of Nottingham i Storbritannia, at det var rundt 100 millioner stjerner i den gjennomsnittlige galaksen . 

Teleskoper kan imidlertid ikke se alle stjernene i en galakse. Et estimat fra 2008 fra Sloan Digital Sky Survey (som katalogiserer alle observerbare objekter på en tredjedel av himmelen) fant rundt 48 millioner stjerner, omtrent halvparten av hva astronomer forventet å se. En stjerne som vår egen sol dukker kanskje ikke engang opp i en slik katalog. Så mange astronomer estimerer antall stjerner i en galakse basert på massen - som har sine egne vanskeligheter, siden mørk materie og galaktisk rotasjon må filtreres ut før man gjør et estimat.

Oppdrag som Gaia-oppdraget, en romsonde fra European Space Agency som ble skutt opp i 2013, kan gi ytterligere svar. Gaia har som mål å kartlegge omtrent 1 milliard stjerner i Melkeveien nøyaktig. Den bygger på det forrige Hipparchus-oppdraget, som nøyaktig lokaliserte 100 000 stjerner og også kartla 1 million stjerner med en mindre presisjon. 

"Gaia vil overvåke hver av sine 1 milliard målstjerner 70 ganger i løpet av en femårsperiode, nøyaktig kartlegge deres posisjoner, avstander, bevegelser og endringer i lysstyrke," sa ESA på sin nettside . "Til sammen vil disse målingene bygge et enestående bilde av strukturen og utviklingen til galaksen vår. Takket være oppdrag som disse er vi ett skritt nærmere å gi et mer pålitelig estimat på det spørsmålet som stilles så ofte: "Hvor mange stjerner er det i universet?'" 

Observerbart univers
Selv om vi begrenser definisjonen til det "observerbare" universet - det vi kan se - krever estimering av antall stjerner i det å vite hvor stort universet er. Den første komplikasjonen er at universet selv utvider seg, og den andre komplikasjonen er at rom-tid kan krumme seg.

For å ta et enkelt eksempel, vil lys fra objektene lengst unna oss ta omtrent 13,8 milliarder lysår å reise til Jorden, tatt i betraktning at de aller yngste objektene ville bli innhyllet fordi lyset ikke kunne bære i det tidlige universet. Så radiusen til det observerbare universet bør være 13,8 milliarder lysår siden lyset bare har så lang tid på seg til å nå oss.

Eller burde det? "Det er en logisk måte å definere avstand på, men ikke hvordan en relativist definerer avstand," sa Kornreich. En relativist ville bruke en enhet som en meterstokk, måle avstanden langs den enheten og deretter utvide den så lenge som nødvendig. 

Dette gir et annet svar, som noen kilder definerer som 48 milliarder lysår i radius. Kilder varierer imidlertid på dette tallet. Det er fordi rom-tid kan kurve seg. Når observatøren foretar målingen med målerstavene, reiser lyset samtidig og påvirker målingene

Galakseobservasjoner

Det er lettere å telle stjerner når de er inne i galakser, siden det er der de har en tendens til å samle seg. For i det hele tatt å begynne å estimere antall stjerner, må du estimere antall galakser og komme opp med et slags gjennomsnitt.

Noen estimater angir at Melkeveiens stjernemasse har 100 milliarder "solmasser", eller 100 milliarder ganger solens masse. Gjennomsnitt av typene stjerner i galaksen vår vil gi et svar på omtrent 100 milliarder stjerner i galaksen . Dette kan imidlertid endres, avhengig av hvor mange stjerner som er større og mindre enn vår egen sol. Andre estimater sier også at Melkeveien kan ha 200 milliarder stjerner eller mer.