#68: Slottsskogsobservatoriet

Av Johan Kärnfelt

Ingen som intresserar sig för astronomin kan väl ha missat att det är jubelår i år. Svenska astronomiska sällskapet, liksom Internationella astronomiska unionen firar hundra år, och dessutom firar vi förstås att det är femtio år sedan Neil Armstrong klev ut på månen. Ett mindre bemärkt jubileum firas i Göteborg i morgon lördag, när vi uppmärksammar att observatoriet i Slottsskogen fyller 90 år. Detta föranleder förstås några ord här.

Observatoriet invigde den 4 september 1929 och är idag Sveriges enda renodlade folkobservatorium, i alla fall i termens ursprungliga mening. Idén kom från Tyskland där man decennierna runt sekelskiftet 1900 uppförde observatorier i de flesta större städer. Ett av de mest välkända är Archenhold-observatoriet i Berlin. Kännetecknande för dessa var att de inte placerades under mörkare himlar på landet, utan just i städerna, ofta i någon stadspark. Detta hängde i sin tur ihop med dessa observatoriers pedagogiska roll; de var planerade för att ge framförallt städernas skolbarn en glimt av stjärnor och planeter, och då måste de förstås vara så lättillgängliga som möjligt.

Archenhold-observatoriet i Berlin uppfördes till den stora industriutställningen 1896 i Treptower-parken. Foto: Wikimedia commons/Sebastian Wallroth.

Slottsskogsobservatoriet har alltså från början haft just denna ambition. Historien börjar med en donation som avtalades med Slottsskogsstyrelsen 1926. Bakom donationen stod den ryktbare Barthold Lundén, en välbekant och kontroversiell herre i den göteborgska intellektuella miljön. Han var från början utbildad ingenjör med omskolade sig till altviolinist och spelade under många år med Göteborgssymfonikerna. Senare i livet bytte han återigen bana och drev som ett enmansprojekt boulevardtidskriften Vidi. Politiskt hörde han hemma på den yttersta högerkanten, och i tidskriften kampanjade han mot judar, homosexuella och kvinnosakskvinnor. Som grundare av Svenska antisemitiska föreningen stod han också den tyska nazismen nära.

Barthold Lundén. Bysten är utförd av Agnes de Frumeries. Foto: Västergötlands museum.

Vid sidan av allt detta var han även aktiv amatörastronom och observerade då och då med en 13 cm refraktor han köpt från Optische Werke Rüdersdorf. På ålderns höst fick han emellertid problem med synen med påföljd att han fick lägga amatörastronomin på hyllan. Men för att teleskopet skulle komma till användning bestämde han sig för att, tillsammans med en mindre summa pengar, donera det till Slottsskogsstyrelsen. Som motprestation krävde han att styrelsen skulle uppföra ett observatorium som kunde härbärgera teleskopet, anställa någon som kunde sköta visningarna, och hålla det öppet för allmänheten, speciellt för skolbarn. Styrelsen accepterade anbudet och 1929 kunde det alltså invigas, och då på samma plats som dagens observatorium står.

Den första byggnaden var synnerligen enkel: i princip ett skjul med avskjutbart tak. Det fanns ingen elektricitet och inte heller några toaletter. Med åren blev speciellt det senare ett växande problem, och observatoriet prickades flera gånger av hälsovårdsmyndigheterna. Det dröjde dock först till slutet av 1960-talet innan det skapades tillräcklig opinion för att göra någon åt saken, mycket tack vare den stridbare skolmannen Björn Hedvall som tog över som föreståndare 1964. Hedvall lyckades övertyga stadens politiker om att vi behöver ett nytt observatorium. Frågan utreddes – först var det meningen att det skulle ligga i Skatås – och finansiering säkrades. Men lagom till att det var dags att börja bygga drabbades världen av oljekrisen 1973. Luften gick ur både kommunen och projektet.

Hedvall bidade sin tid men gjorde en ny framstöt i början av 80-talet, nu med förslag om ett något mindre och billigare observatorium och då placerat i Slottsskogen istället för i Skatås. Politikerna var med på noterna, men tjänstemännen som satt på pengarna knorrade. Då kom kometernas komet till undsättning. I tidningarna menade den ena debattören efter den andra att när komet Halley visar sig på himlen 1985 vore det ju synd och skam om inte staden hade ett nytt observatorium från vilket den kunde observeras. Och argumentet bet. Bygget fick till slut grönt ljus och det nya observatoriet kunde invigas hösten 1985, lagom till att kometen började klättra upp på himlen.

Det moderna Slottsskogsobservatoriet invigdes 1985 och då på samma plats som det ursprungliga stått. Foto: Wikimedia commons/Per Johansson.

Som många känner till är observatoriets framtid högst osäker, men det vore ju minst sagt sorgligt om vi inte också fick fira dess hundraårsdag 2029.

#66: Stockholms gamla observatorium

Av Cecilia Kozma

På toppen av Brunkebergsåsen vilar Stockholms gamla observatorium, en gul byggnad med stora fönster som vetter mot söder. Högst upp på byggnaden reser sig dess observationskupol och nedanför breder Observatoriekullen ut sig.

För cirka 15 år sedan jobbade jag som astronom och teleskopguide vid Observatoriet då jag visade kupolen och dess teleskop för besökare till museet. På väg upp till kupolen, uppför de gamla nednötta stentrapporna, tänkte jag ofta på alla de människor som gått upp och ner för dessa trappor under mer än 250 år. Där har gått astronomer, geografer, naturvetare, instrumentmakare, meteorologer, upptäcktsresande, kungligheter och många andra. Det som varit gemensamt för de allra flesta av dem är deras nyfikenhet och lust att utforska.

Observatoriet är Stockholms äldsta bevarade byggnad ämnad för att bedriva vetenskap. Byggnaden ritades av Carl Hårleman på uppdrag av Kungl. Vetenskapsakademien och invigdes under pompa och ståt 1753.

Ballonguppstigning från observatoriet hösten 1784. Centrum för vetenskapshistoria, Kungl. Vetenskapsakademiens arkiv. Foto: Per Myrhed.

Dess första föreståndare var Vetenskapsakademiens sekreterare, astronomen Pehr Wargentin. Astronomiska observationer har naturligtvis varit en central del i Observatoriets historia. Wargentin observerade bland annat Jupiters månar, och under Venuspassagerna 1761 och 1769 spelade Observatoriet en viktig roll i det internationella samarbetet att samla in observationsdata. Wargentin påbörjade också 1756 en av världens längsta sammanhållande serier av temperaturmätningar. Än idag samlar SMHI in väderdata på platsen.

Observatoriet blev snart Stockholms vetenskapliga centrum där det bedrevs vetenskapligt arbete inom en mängd olika områden. Detta var till exempel platsen för Sveriges första luftballonguppstigning 1784, och härifrån planerades flera geografiska expeditioner och forskningsresor.

När staden växte och förutsättningar för observationer försämrades flyttade astronomerna ut till Saltsjöbaden 1930. Stockholms stad köpte byggnaden som sedan hyrdes av Geografiska institutionen vid Stockholms högskola. Naturgeograferna blev kvar fram till 1985. Stiftelsen Observatoriekullen tog då över ansvaret och 1991 öppnades Observatoriemuseet. 1999 köpte Kungl. Vetenskapsakademien tillbaka byggnaden från Stockholms stad och fortsatte driva Observatoriemuseet fram till det stängdes 2014.

Vetenskapsakademin tillsatte en arbetsgrupp för att utreda Observatoriets framtid. 2017 skrev Utbildningsförvaltningen i Stockholms stad en avsiktsförklaring — Stockholms gamla observatorium: Ett center för lärande och engagemang — i vilken man menar att: “Här vill Stockholms stad skapa en unik plattform för samverkan mellan skola, akademi, museum och ideella organisationer.” Stockholms stad köpte sedan tillbaka Observatoriet från Vetenskapsakademin året därpå och renovering och upprustning av byggnaden pågår nu.

Foto. Vetenskapens hus.

Vetenskapens hus som ägs av Kungl. Tekniska högskolan och Stockholms universitet och med Stockholms stad som långsiktig partner, var en av aktörerna i stadens avsiktsförklaring. Vetenskapens hus har som mål att öka barns och ungdomars intresse och kunskap inom naturvetenskap, teknik och matematik. Genom att låta unga prova på hands-on-aktiviteter i inspirerande miljöer vill vi sprida fascination och nyfikenhet, och glädjen av att utforska och förstå. I samverkan med Stockholms stad och de olika aktörerna i byggnaden finns nu planer på att öppna upp Observatoriet igen främst för skolelever och lärare men till viss del även för en intresserad allmänhet.

I denna fantastiska, historiska miljö finns möjligheter att visa naturvetenskap och teknik med ett historiskt perspektiv. Man kan fundera över: Hur har kunskap utvecklats? Vad vet vi idag? Vilka obesvarade frågor och utmaningar väntar framöver? Här ser vi för oss aktiviteter för elever inom till exempel astronomi, geologi, teknikhistoria, klimat, miljö och hållbar utveckling, lärarfortbildningar med inbjudna forskare som föreläser inom aktuella forskningsområden och kvällsaktiviteter för allmänheten med möjlighet att kika i teleskopet.

Vi ser fram emot att öppna Observatoriet igen och låta ännu fler ta del av denna fantastiska byggnad, och kanske vandra i de gamla nednötta stentrapporna upp till kupolen…

#62: Ny multispektrograf kan skriva om Vintergatans historia

Av Sofia Feltzing

Vintergatan är en av miljardtals galaxer i universum. Fram till mitten av 1990-talet trodde vi att vår galax var en lugn plats. Men ett antal studier kom att ändra på det antagandet. De främsta av dessa är  Hipparcos-satellitens data som visar att i solens närhet hänger stjärnors banparametrar samman med deras ålder och innehåll av tyngre grundämnen. Den andra viktiga upptäckten är att man hittade Sagittariusdvärgen, en liten galax som håller på att slitas sönder av Vintergatan. Resterna efter den sträcker sig över hela himlavalvet. Vintergatan blev plötsligt en plats där oväntade saker kunde hända. Samtidigt blev en stor stjärnstudie, ledd av Uppsala-astronomer, klar. Tillsammans med kollegor i Austin, Texas, hade de tagit högupplösta spektra av nästan tvåhundra stjärnor. Analysen visade för första gången att man kan göra mycket precisa mätningar av grundämneshalterna för stora mängder stjärnor.

Resterna av Sagittariusdvärgen kretsar fortfarande kring Vintergatan. Figur: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt, SSC & Caltech.

De yttre lagren av stjärnors atmosfärer innehåller information om var de bildades. Alla grundämnen förutom de allra lättaste bildas genom kärnprocesser i stjärnors inre eller i de explosiva slutstadierna av en stjärnas liv. Grundämnena slängs ut i rymden och nästa generations stjärnor kommer att få högre halter av grundämnena än den föregående generationen. Olika grundämnen ökar olika snabbt i gasen över tid. Kanske strömmar det in alldeles färsk gas i galaxen. Då minskar grundämneshalterna istället i nästa generation. Det visar sig alltså att studiet av grundämneshalter i stjärnor har stor potential att berätta hur en galax har bildats och utvecklats över tid. För att komma åt denna information behöver vi registrera absorptionslinjer i stjärnors spektrum. Dessa linjer uppstår på grund av att atomer i stjärnans atmosfär absorberar ljus vid mycket specifika våglängder. Varje grundämne sätter sitt eget speciella avtryck. Därför behöver vi spektra av så många stjärnor som möjligt för att kunna lägga det stora pusslet om hur Vintergatan bildades.

ESA:s Gaia-satellit visar hur stjärnor rör sig på himlen, men för de mer ljussvaga stjärnorna behöver vi jordbaserade spektra för att bestämma mängden av olika grundämnen och för att mäta stjärnornas rörelse längs synlinjen, en rörelsekomponent som Gaia inte kan fånga. Flera projekt har bidragit med sådana data och fler är på gång. Ett av de allra största är 4-metre Multi-Object Spectroscopic Telescope, förkortat 4MOST. Finessen med instrumentet är att det vi varje exponering, och med hjälp av optiska fibrer, kan ta spektrum på många stjärnor åt gången. Själva instrumentet består av tre spektrografer – två med mellanstor upplösning med vardera 800 optiska fibrer samt en högupplöst spektrograf också den med 800 fibrer. Det betyder att på en enda gång kan 4MOST registrera spektra för 2400 objekt. 4MOST kommer att monteras i Europeiska Sydobservatoriets VISTA-teleskop i Atacama-öknen i Chile och börjar observera i slutet av 2022. Synfältet är imponerande stort, hela 4 kvadratgrader. Totalt planerar vi att ta spektra för 15-20 miljoner stjärnor under en femårskampanj.

4MOST är ett mycket avancerat spektroskop som konstrueras för att monteras i det redan befintliga VISTA-teleskopet vid Paranal i Chile. Foto: ESO/H.H.Heyer.

För att bygga 4MOST och genomföra den stora genommönstringen har ett konsortium bildats (mer om instrumentet och vilka som är med på www.4most.eu). I ett så stort samarbete, mer än 300 forskare, måste arbetet delas upp. Flera institut bygger tillsammans de tre spektrograferna. Andra fokuserar på analysen av spektra. Alla deltar i att utforma observationsprogrammet. I Sverige jobbar forskare i Stockholm och Lund med att utveckla automatiserade analysprogram för stjärnspektra, medan forskare i Uppsala arbetar med att förbättra den fysikaliska analysen av dessa spektra. Själv är jag så kallad Project scientist och hjälper därmed till att leda mycket av forskningsorganisationen.

En ritning som visar 4MOST monterat i VISTA-teleskopet. Figur: 4MOST Consortium.

4MOST kommer att spotta ur sig omkring 10 000 stjärnspektra per natt. Detta ger stora utmaningar jämfört med tidigare projekt. Det går inte längre att lägga spektra på hög och analysera senare utan vi måste få till en process som kör kontinuerligt. Vi tittar därför på möjligheter att använda olika typer av maskininlärning för analysen. Detta är en ganska ny tillämpning inom astronomin. Metoderna har visat sig vara mycket effektiva. Det tar mindre än en sekund att analysera ett spektrum jämfört med den timslånga analysen som krävs om man använder en realistisk fysikalisk modell. Vi studerar hur bra analyserna kan bli och hur de två metodikerna bäst kan kombineras.

Vad tror vi då att vi skall hitta när vi väl får alla dessa data? Det kommer att bli en kombination av svar på specifika frågeställningar och nya, oväntade upptäckter. Till exempel kommer vi att kunna bättre beskriva utsträckningen och strukturen hos Vintergatans mörka materiehalo, i detalj kunna karakterisera Vintergatans stjärndisk och därmed också förstå hur den bildats och studera hur stjärnhalon har pusslats ihop. Vi kommer också lära oss nya saker. Så är det ofta inom astronomin – med nya observationer besvarar vi inte bara redan kända frågeställningar utan vi hittar helt nya fakta som hjälper oss att nyansera bilden av universum och dess beståndsdelar och får oss att ställa nya frågor.

I detta videoklipp berättar Sofia Feltzing mer om 4MOST och vad man hoppas lära sig av det. Film: Knut och Alice Wallenbergs stiftelse.

#59: Rymdbaserad astrometri: Gaia

Av Lennart Lindegren

För nästan exakt 30 år sedan bevittnade jag den epokgörande uppskjutningen av Hipparcos, astrometrisatelliten som jag skrev om i föregående inlägg. Tidigt på morgonen den 19 december 2013 stod jag ännu en gång på rymdbasen i Franska Guyana och spanade österut mot uppskjutningsrampen. Nu var det Gaia som skulle upp: uppföljaren till Hipparcos som ska kartlägga närmare två miljarder stjärnor i Vintergatan. Den här gången gick allt perfekt. En månad senare var Gaia framme vid sin destination i L2, den andra Lagrangepunkten 1,5 miljoner km från jorden, och rutinmässiga observationer påbörjades i juli 2014. Det första femårsjubileet gick tämligen obemärkt förbi i somras.

Ett fotomontage med Gaia framför Vintergatan. Bild: ESA/D. Ducros.

Hittills har Gaia registrerat över en biljon (en miljon miljoner) astrometriska mätningar! Aktuell statistik finns här. Den 25 april 2018 släpptes den andra katalogen med provisoriska Gaia data för 1,7 miljarder objekt baserade på de första två årens observationer. Katalogen ger noggranna avstånd för miljontals stjärnor, och HR-diagrammet nedan visar nu en mängd intressanta detaljer. Exempelvis att de vita dvärgarna nere till vänster följer flera olika serier beroende på grundämnessammansättningen i deras ytlager, eller att huvudserien har ett litet “jack” vid absolut magnitud 10, eftersom den inre strukturen är olika för lättare och tyngre stjärnor. Och detta är förstås bara en liten glimt av vad Gaia förmår — jag har inte alls gått in på hur mätningarna av stjärnornas rörelser håller på att revolutionera vår bild av Vintergatan, eller vad asteroidobservationerna som vi får på köpet betyder för utforskningen av vårt solsystem. Förhoppningen är att Gaia ska fortsätta leverera data till 2024, innan gasen som styr satellitens rotation tar slut.

HR-diagram för drygt 2 miljoner stjärnor i Gaia Data Release 2 med en osäkerhet i avstånden på högst 1 %. Figur: Lennart Lindegren och ESA/Gaia/DPAC.

Hur är det möjligt för Gaia att prestera så mycket bättre än Hipparcos — 10 000 gånger så många objekt och upp till 100 gånger högre noggrannhet? En del av förklaringen är att Gaias teleskop är fem gånger större, med en öppning på 1,45 m jämfört med Hipparcos 29 cm, så att betydligt svagare stjärnor nås, samtidigt som den diffraktionsbegränsade upplösningen blir fem gånger bättre. Resten förklaras av utvecklingen på detektorfronten: medan Hipparcos bara kunde observera en stjärna i taget med en typ av fotomultiplikator, mäter Gaia i genomsnitt 30 000 stjärnor samtidigt med hjälp av alla sina CCD-detektorer, som dessutom har mycket högre ljuskänslighet än fotomultiplikatorn.

Gaias digitala kamera består av 106 tätt packade CCD-detektorer med totalt 938 megapixlar. Här under hopsättningen vid Astrium i Toulouse, Frankrike. Foto: Astrium.

Liksom var fallet i Hipparcos-projektet är hundratals astronomer, dataingenjörer och andra experter runt om i Europa engagerade i bearbetningen av Gaia-satellitens observationer. Men i motsats till Hipparcos finns bara ett konsortium som tar hand om Gaia-reduktionerna från början till slut. Sverige har en liten men nog så betydelsefull del i detta genom astronomer i Lund och Uppsala. En intressant detalj i sammanhanget: Sveriges medverkan i Hipparcos- och Gaia-projekten har alltsedan slutet på 1970-talet konsekvent stötts av den svenska Rymdstyrelsen, eller Statens delegation för rymdverksamhet, som den hette fram till 1991. Ett mer än 40-årigt engagemang av en statlig myndighet som förtjänar uppmärksammas!

#58: Rymdbaserad astrometri: Hipparcos

Av Lennart Lindegren

Klockan är strax efter åtta på kvällen. Det är redan natt — skymningen är kort vid fem graders latitud. Åskådarna på den lilla observationsplattformen blickar oroligt mot horisonten västerut, där molnen emellanåt lyses upp av ett avlägset tropiskt åskväder. Uppskjutningsrampen syns bara som en obetydlig ljusfläck 12 km bort. Så börjar nedräkningen, och spänningen blir olidlig när minuterna övergår till sekunder: tio, nio, åtta, sju… En suck av lättnad och förundran hörs när den lilla ljuspricken förvandlas till ett intensivt sken som sakta höjer sig mot himlen. Det verkar gå osannolikt långsamt i början. Men accelerationen är våldsam och de tunna molnlagren passeras snabbt. Raketen viker av österut och passerar efter någon minut rakt över våra huvuden. Nästan 100 km upp avtecknar sig utblåsningsflamman otroligt vackert mot den mörka himlen, som en parabelformad komet. Efter mer än ett decennium av planering och förberedelser är Hipparcos äntligen uppe! Tillbaka i Kourou firas med champagne och kinamat.

Vad jag och mina kollegor bevittnade för 30 år sedan, vid den europeiska rymdbasen i Franska Guyana på Sydamerikas nordkust, var inledningen till en ny era inom den observationella astronomin. Uppskjutningen av Hipparcos den 8 augusti 1989 gick till en början perfekt, men senare misslyckades alla försök att få in satelliten i den avsedda geostationära banan. Till en början såg det ut som projektet var förlorat, men efter månader av snillrika och mödosamma räddningsaktioner kunde Hipparcos användas någorlunda normalt i den del av banan som låg ovanför jordens strålningsbälten. När Hipparcos-katalogen offentliggjordes nio år senare var triumfen ett faktum.

Hipparcos integreras med Ariane-4 innan uppskjutningen. Foto: ESA/CSG/Service Optique CSG

Tidigare har jag berättat om meridiancirklar och andra metoder för noggranna vinkelmätningar på himlen, astrometri. Att göra astrometriska observationer från rymden har stora fördelar: förutom att man slipper atmosfärens inverkan kan teleskopet i tyngdlösheten riktas mot olika delar av himlen utan att deformeras under sin egen tyngd. En som tidigt insåg dessa fördelar var den franske astronomen Pierre Lacroûte (1906-1993), mångårig chef för observatoriet i Strasbourg. Vid en astronomkonferens i Prag 1967 presenterade han ett första utkast till en astrometrisk satellit. Men det skulle dröja till 1980 innan idéerna hade mognat till ett tekniskt genomförbart projekt, godkänt och finansierat av den europeiska rymdstyrelsen (ESA), och ytterligare nio år innan satelliten sändes upp. Under tiden hade hundratals astronomer — mest från Frankrike, Italien, Tyskland, Storbritannien och Nederländerna, och några från Danmark och Sverige — gjort en enorm kraftsamling för att förbereda observationsprogrammet och bearbetningen av observationerna. Datareduktionerna ansågs så pass besvärliga, att man för säkerhets skull hade två “konsortier” som oberoende av varandra genomförde hela kedjan av reduktioner från rådata till de färdiga resultaten.

I Sverige — närmare bestämt i Lund — hade jag och kollegan Staffan Söderhjelm ansvaret för den sista länken i den ena reduktionskedjan, ledd av Erik Høg. Efter att rådata kondenserats till exakta vinkelmätningar vid Greenwich-observatoriet i England, och satts samman till storcirkelkoordinater vid Köpenhamns observatorium, var det vår uppgift att pussla ihop storcirklarna till ett enhetligt gradnät över hela himlen och räkna ut de enskilda stjärnornas positioner, parallaxer och egenrörelser.

Det var alltså i Lund som de första stjärnavstånden baserade på Hipparcos-parallaxer kunde inspekteras. En första, ytterst preliminär beräkning blev klar i november 1990. Den baserades på enbart tre månaders observationer, utförda under satellitens första år i rymden, och omfattade bara 6000 stjärnor. För att undersöka om resultaten verkade rimliga tog vi till ett av astronomernas favoritknep: att plotta stjärnornas absoluta ljusstyrkor mot deras färgindex i ett så kallat Hertzsprung-Russell-diagram. Beroende på en stjärnas massa och utvecklingsfas hamnar den på olika ställen i ett HR-diagram, men oftast längs ett par någorlunda väldefinierade kurvor: huvudserien och jätteserien. För att räkna ut den absoluta ljusstyrkan behöver man veta stjärnans avstånd, och om Hipparcos gav felaktiga parallaxer skulle stjärnorna hamna tokigt i diagrammet.

Det allra första HR-diagrammet baserat på Hipparcos-mätningarna. från november 1990. Det innehåller ca 3000 stjärnor med ytterst provisoriska parallaxer baserade på endast tre månaders observationer. Färgindex (B-V) kommer från fotometriska observationer gjorda från marken. Figur: Lennart Lindegren.

Det allra första HR-diagrammet baserat på Hipparcos (bilden ovan) är inte särskilt imponerande. Men stjärnorna ligger ungefär där de ska, och för oss var detta en viktig bekräftelse att Hipparcos verkligen fungerade. När den färdiga Hipparcos-katalogen presenterades 1997 var HR-diagrammet en av höjdpunkterna (bilden nedan). För första gången hade astronomerna tillgång till pålitliga avstånd och egenrörelser för tiotusentals stjärnor inom några hundra ljusår från Solen!

HR-diagram för 16 631 stjärnor i Hipparcos-katalogen (1997) med högst 10 % osäkerhet i avstånden. Figur: ESA.

#47: Åke Wallenquist (1904-1994)

Av Gunnar Welin

Åke Wallenquist växte upp i Västervik, där han redan som fjortonåring byggde ett eget teleskop. Han kom tidigt i kontakt med det nystartade Svenska astronomiska sällskapet, och bidrog redan i dess andra årgång till sällskapets Populär Astronomisk Tidskrift med en redogörelse för ett magnifikt norrsken som varit synligt i Västervik i mars 1920.

Åke Wallenquist fotograferad vid IAU:s generalförsamling i Zürich 1948. Foto:
University of Chicago Photographic Archive, apf6-04375, Special Collections Research Center, University of Chicago Library.

År 1922 började Wallenquist studera vid Uppsala universitet, och var ett par år senare med och startade Astronomiska föreningen i Uppsala. Studierna gick raskt undan och 1927 blev han fil. lic. i astronomi. Året efter kom han till det nederländska Bosschaobservatoriet i Lembang på Java (nuvarande Indonesien var då kolonin Nederländska Ostindien), där han blev kvar till 1935 och under tiden träffade sin blivande hustru Phine. Han sägs ha varit den första svenska astronom som observerat från södra halvklotet.

Från början var hans huvudintresse dubbelstjärnor, men det utvidgades till öppna stjärnhopar, och 1931 disputerade han i Uppsala på en avhandling om Messier 7. Senare i livet kom han att bland annat att ägna sig åt den stora galaxhopen i Berenikes hår, Comahopen.

Men Åke Wallenquists intressen spände över i stort sett alla astronomins områden. Bland solsystemets medlemmar var han särskilt intresserad av planeten Mars. Han var också med om fem vetenskapliga solförmörkelseexpeditioner, i Sverige 1927, 1945 och 1954, på Sumatra 1929 och i Brasilien 1947. Flera andra observatorier världen över tog också emot honom som observatör.

På två helt olika vis blev Åke Wallenquist av stor betydelse för svensk astronomi. Redan som skolpojke kontaktade han konstnären och privatastronomen Nils Tamm på Kvistaberg för goda råd inför ett eget teleskopbygge. De kontakterna fortsatte och ledde till en långvarig vänskap med den nästan 30 år äldre Tamm. När Tamm funderade på hur han bäst skulle kunna använda sina resurser för att gynna den svenska astronomin kom Åke Wallenquist med idén att donera hans privatobservatorium med tillhörande herrgård till Uppsala universitet. Så skedde, tillsammans med en bra summa pengar till bygget av ett större teleskop – som senare fördubblades genom ett statligt anslag. Staten bidrog även med en tjänst som observatorieföreståndare, naturligtvis för Åke Wallenquist, som innehade tjänsten från 1959 till sin pensionering 1970; observator vid Uppsalaobservatoriet blev han 1948.

Det stora teleskopet, Kvistabergsschmidten, var under planeringsstadiet världens näst största i sitt slag, men innan det stod färdigt 1963 hade ytterligare ett par något större kommit till. Tyvärr hann Nils Tamm aldrig uppleva dess fullbordan; han avled 1957. Tillsammans med ett mindre teleskop, det fotoelektriska T40, stod Kvistabergs observatorium för mycket av observationsarbetet vid Uppsalaobservatoriet, till dess den växande bebyggelsen i trakten och söder om Mälaren gjorde betingelserna mindre gynnsamma.

Wallenquist tillsammans med Ulf R. Johansson och Ants Sander vid Schmidt-teleskopet på Kvistaberg. Foto: Bertil Pettersson.

Åke Wallenquist var också flitig skribent i populär astronomi. Han skrev många böcker och tidningsartiklar i skiftande astronomiska ämnen, bland annat ”Under strecket” i Svenska Dagbladet. Den första boken skrevs på holländska, men kom 1938 i svensk version, På väg mot oändligheten. Många blivande astronomer hämtade inspiration ur hans böcker, skrivna på en tämligen torr och saklig prosa, men samtidigt med en känsla av att detta var viktiga och intressanta kunskaper. Det var nog främst den delen som ledde till att han 1960 tilldelades professors namn.

#44: Stockholms observatorium flyttar till Saltsjöbaden

Av Jesper Sollerman

I början av 1900-talet höll stockholmsastronomerna fortfarande till mitt inne i stan där observatoriet legat sedan mitten av 1700-talet. Svenska astronomiska sällskapets sekreterare, Nils Nordenmark, propagerade för att det var hög tid att bygga ett nytt modernt observatorium långt från stadens störande ljus och rök. År 1926 höll han ett föredrag som också publicerades i Populär astronomisk tidskrift. I denna appell hotade han med att väcka upp 1700-talsastronomer ur graven för att få något att hända. Detta fångade Knut Wallenbergs uppmärksamhet och därmed var finansieringen klar. Men var skulle observatoriet byggas? Som av en händelse fann man ett lämpligt berg i Saltsjöbaden, som ju är en Stockholmsförort i skärgården tillkommen genom initiativ från Wallenberg.

Observatoriet i Saltsjöbaden. Foto: Teknik- och industrihistoriska arkivet/Tekniska museet.

Den 5 juni 1931 kunde det nya observatoriet invigas i närvaro av en rad gäster, varav den mest prominente var kung Gustav V. Att kungen inte bar krona vid tillfället noterades besviket av treårige Per Olof, son till Bertil Lindblad som var observatoriets föreståndare tillika Kungl. Vetenskapsakademiens astronom. År 1966 skulle Per Olof Lindblad efterträda sin far på dessa poster.

De stora tegelbyggnaderna är ritade av Axel Anderberg, som också var arkitekten bakom bland annat operahuset och Naturhistoriska riksmuseet i Stockholm. Flera stora teleskop gjorde Stockholms observatorium slagkraftigt. Dubbelrefraktorn i huvudbyggnaden är kanske den mest majestätiska pjäsen. Ett 8 meter långt, 11 ton tungt, linsteleskop placerat högst upp i kupolen med höj- och sänkbart golv.

Bertil Lindblad vid dubbelrefraktorn. Foto: Teknik- och industrihistoriska arkivet/Tekniska museet.

Spegelteleskopet har en spegel på 1 meter i diameter och var länge det största teleskopet i Sverige. Det står i en egen kupol, och i en av de andra kopparbeklädda kupolerna står Schmidtteleskopet, även det med en spegel på 1 meter. Schmidtteleskopet stod klart först 1965. Berget rymde dock inte bara stjärnkikare, det var ett eget forskningscentrum med bibliotek, verkstad och bostäder för professorer, observatorer och annan personal. Många av bostäderna gjordes så småningom om till kontor för en växande institution. 1973 överfördes Stockholms observatorium till Stockholms universitet och blev dess astronomiinstitution.

I 70 år huserade astronomerna på berget i Saltsjöbaden, men tiden och stadsljuset kom så småningom ifatt. Yrkesastronomerna föredrog alltmer att observera stjärnhimlen från mer avlägsna bergstoppar, som exempelvis i chilenska Atacamaöknen, där Europeiska sydobservatoriet, ESO, etablerades under 1960-talet. År 2001 flyttade astronomerna till Albanova universitetscentrum närmare resten av Stockholms universitet. Saltsjöbadsobservatoriet är numera ett byggnadsminne som förvaltas av Statens fastighetsverk och inhyser idag en skola. Några av de mindre kupolerna utnyttjas av Stockholms amatörastronomer (STAR) och Ericssons astronomiförening.

#42: SEST, en svensk utpost i öknen

Av Hans Olofsson

Historien om Swedish-ESO Submillimetre Telescope (SEST) tar sin början i bildandet av Onsala rymdobservatorium (OSO). Genom en donation av mark möjliggjordes att Chalmers etablerade ett radioastronomiskt observatorium på Onsalahalvön i närheten av Råö i slutet av 40-talet. Redan från början var intresset inriktat mot molekyler i den kosmiska rymden, men detta krävde ett större teleskop än de som inledningsvis fanns på Onsala. Genom samfinansiering med den Skandinaviska telesatellitkommittén uppfördes ett 25 m teleskop som invigdes 1963. Inledningsvis användes ungefär hälften av tiden på teleskopet för uttestning av telesatellitkommunikation, men efter några år tog den astronomiska användningen över på heltid.

Onsala-observatoriets 25-metersteleskop invigdes 1963. Foto: Onsala rymdobservatorium/L. Wennerbäck.

Utvecklingen av extremt känsliga detektorer, upptäckten av CH i kosmiska gasmoln, samt framgångsrika långbasinterferometri-observationer med teleskop i USA etablerade OSO internationellt.

Men framgång föder också en strävan efter något nytt. Observatoriets ledning lyckades få finansiering för ett teleskop som kunde mottaga radiovågor i millimeterområdet, ett våglängdsområde där ett snabbt ökande antal nya kosmiska molekyler upptäckts. Ett 20 m teleskop invigdes 1976, och det var världens största teleskop av sitt slag under ett decennium, en anmärkningsvärd bedrift av ett litet observatorium i ett litet land. Verksamheten vid detta teleskop etablerade Onsala rymdobservatorium som ett av de ledande radioobservatorierna i världen för millimetervågor.

I början av 80-talet började man intressera sig för allt kortare våglängder, så kallade submillimetervågor. Detta betydde att en plats som Onsala inte längre dög på grund av atmosfärsdämpningen. Att etablera ett teleskop i ett annat land var dock en stor utmaning för observatoriet. Detta löstes genom att man lyckades intressera det Europeiska sydobservatoriet (ESO) för projektet. ESO hade tidigare enbart arbetat med optiska teleskop, men man hade gedigen erfarenhet av att driva verksamhet i Chile, ett land som också erbjuder fantastiska möjligheter för observationer i sub-mm-vågsområdet. På så sätt etablerades SEST, ett 15 m teleskop som drevs gemensamt av OSO och ESO från 1987 fram till 2003 då det lades i malpåse.

La Silla sett från ovan. SEST återfinns längst bort i bild. Foto: Wikimedia commons.

SEST var ett unikt teleskop för observationer av, framförallt, den södra stjärnhimlen, vilket betyder att viktiga resultat erhölls inom ett brett område av astronomisk forskning, till exempel kometers fysik och kemi, egenskaperna hos gasen i stjärnbildnings-områden i vår egen och andra galaxer (speciellt Vintergatans centrum och de Magellanska molnen), den sena utvecklingen av stjärnor samt deras omgivningar (till exempel planetariska nebulosor och supernovor), och inom kosmologi.

OSO var tekniskt ansvarigt för SEST och många är de svenskar som spenderat kortare eller längre perioder i Chile. Personligen utförde jag tidiga testobservationer med teleskopet och under åren som följde tillbringade jag hundratals dagar och nätter i teleskopets kontrollrum. Verksamheten vid SEST bedrevs på traditionellt sätt genom att besökande astronomer utförde sina egna observationer. Detta ledde till att en stor mängd astronomer passerade revy genom åren, och många internationella samarbeten där svenska forskare ingick etablerades.

SEST tittar ut över bergen vid La Silla i de chilenska Anderna. Foto: Wikimedia Commons.

Men betydelsen av SEST skulle visa sig gå långt bortom den vetenskap som möjliggjordes av teleskopet självt. Avvecklingen av SEST ledde till ett nytt projekt, Atacama Pathfinder Experiment (APEX), nu i samarbete med ESO och Max-Planck-institutet för radioastronomi i Bonn. Detta är ett 12 m teleskop beläget längre norrut i Chile än SEST, på Llano Chajnantor på 5100 m höjd. De utmärkta förhållandena på denna plats gör det möjligt att göra observationer ner till cirka 0,2 mm våglängd.

SEST och APEX projekten hade nu etablerat radioastronomi inom ESO:s organisation så till den grad att man var villig att ta på sig den ledande rollen för Europa inom Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) projektet, världens största teleskop för mm- och sub-mm-vågor som bygger på interferometriteknik, också beläget på Llano Chajnantor. På så sätt hade OSO:s initiativ för att etablera SEST en avgörande inverkan på internationell radioastronomi. Projekten hade också positionerat OSO väl för att aktivt arbeta med den tekniska utveckling som var nödvändig för att realisera ALMA.

Sagan om SEST kan mycket väl vara på väg mot ett ”slutet gott, allting gott”. Det finns nämligen långtgående planer på att flytta SEST till Namibia i södra Afrika, till ett berg som heter Gamsberg, för att ingå i det så kallade Event Horizon Telescope som nyligen lyckades kartlägga omgivningen kring det supermassiva svarta hålet i centrum på galaxen M87. På så sätt skulle SEST återigen få lämna bidrag vid den absoluta forskningsfronten.

#19: Hur observatoriet i Uppsala fick en filial i Kvistaberg

Av Eric Stempels

Nils Tamm var målare utbildad vid konstakademin i Stockholm, men i hjärtat en mycket driven och självlärd astrofotograf som gjorde sig ett namn bland såväl amatörer som professionella astronomer. Han hade ett eget privat observatorium, med tillgång till de senaste och bästa fotoutrustningen. Vid observatoriet studerade han bland annat variabla stjärnor, och han upptäckte flera nya stjärnor av denna typ. Han upptäckte dessutom två novor 1936. Nils Tamm hade även ett brett kontaktnät i Stockholm och Uppsala, och fick redan tidigt tillträde till astronomins finrum genom att han blev invald i Svenska astronomiska sällskapets första styrelse 1919. Att sitta mellan renommerade professorer gjorde honom mycket glad och kanske också lite hedrad.

Nils Tamm vid sin refraktor 1919. Foto: Astronomiska institutionen, Uppsala.

Vid 67 år ålder började Nils Tamm fundera på hur hans samling astronomiska teleskop, fotografiska instrument, plåtar och böcker kunde bli till nytta även efter hans bortgång. Han var barnlös men hade ett stort välinvesterat kapital, samt ägde en mycket fin fastighet, Kvistaberg, belägen vid Mälaren i utkanten av Bro. I januari 1944 skrev Nils Tamm därför ett brev till sin vän och förtrogne Åke Wallenquist i Uppsala, där han presenterade ett förslag om att donera sina instrument, Kvistaberg liksom ett stort kapital, som han såg som en enhet, till Uppsala astronomiska observatorium. Nils Tamm var medveten om att förutsättningarna för astronomiska observationer från centrala Uppsala inte längre var optimala, och hoppades att Kvistaberg skulle kunna vara ett alternativ. Den första reaktionen från Uppsala var mycket positiv, och man föreslog initialt att hela observatorieverksamheten skulle flyttas till Kvistaberg.

Under våren av 1944 ritade Tamm flera konceptskisser till ett nytt och stort observatorium, ofta med tydlig inspiration av den neoklassiska stilen på sitt privatobservatorium, men också från Saltsjöbadens nyligen färdigställda observatorium. Dessutom blev Tamm tilldelad ett hedersdoktorat vid Uppsala universitet, och promoverades den 31 maj 1944 för förtjänster inom astronomi, bland annat för hans systematiska letande efter variabla stjärnor och novor, och för utveckling av tillhörande observationstekniker. Några dagar tidigare, den 24 maj 1944, undertecknades gåvobrevet som överförde fastigheten och en del av Tamms kapital till Uppsala astronomiska observatorium.

Målning av Nils Tamm med hans vision av hur ett nytt observatorium på Kvistaberg skulle kunna ta sig ut. Foto: Eric Stempels/Uppsala universitet.

Att förflytta hela institutionen till Kvistaberg ansågs nu emellertid som alldeles för radikalt, och som ett första steg byggdes istället ett mindre Cassegrain-teleskop med tillhörande kupolbyggnad, vilken stod färdig redan 1950. Även ett mindre Schmidt-teleskop flyttades till Kvistaberg. Uppsalaastronomerna lyckades under tiden kompletterade donationen med statliga medel, och bestämde att ett nytt huvudinstrument skulle inrättas på Kvistaberg, och att detta skulle vara ett större Schmidt-teleskop med objektivprisma, en spegeldiameter på 135 cm och ett bildfält på cirka 4° x 4°. Bygget av huvudkupolen, inte i neoklassisk stil som Tamm föreställt sig men som ett funktionellt 50-talsbygge, påbörjades 1951 och instrumentet stod klart 1963. Nils Tamm fick tyvärr aldrig se det färdiga teleskopet – han gick bort 1957, kort efter att han bevittnade slipningen av primärspegeln i Uppsala. Tamms bostad blev därefter tjänstebostad för den nya föreståndaren Wallenquist, med övernattningsmöjligheter för observatörerna.

Observatoriet i Kvistaberg. Längst till höger, delvis skymd av träd, Tamms ursprungliga dom. I mitten Cassegrain-domen, uppförd 1950, och till vänster den stora domen för Schmidt-teleskopet, som stod klart 1963. Foto: Wikimedia commons/Annika Peterson.

Under perioden 1960-1980 användes Kvistaberg flitigt, i huvudsak för systematiska fotometriska och spektrofotometriska studier av stjärnor kring den norra galaktiska polen. Upptäckten hösten 1970 av utbrottet av V1057 Cyg, den andra stjärnan av FU Ori-typ som någonsin observerats, har en särskild plats i observatoriets annaler.
Bland svenska astronomer går den ofta under benämningen Welins stjärna efter upptäckaren Gunnar Welin. Fram till början av 00-talet har teleskopet också används för asteroidstudier, och ett femtiotal himlakroppar har upptäckts därifrån.

Kvistabergs observatorium är idag inte längre i aktivt bruk. Bostadshuset ägs numera av Bro kommun, som där bedriver dagverksamhet för äldre. I den stora Schmidtkupolen finns en liten utställning om Nils Tamm och astronomiska observationer under 1900-talet. Några gånger per år öppnas observatoriet för allmänheten.

#11: Meridiancirkelastronomi

Av Lennart Lindegren

I början av 1970-talet, när jag läste mina första astronomikurser vid Lunds universitet, fanns det intill föreläsningssalen i den gamla observatoriebyggnaden ett praktfullt mässingsinstrument som ibland förevisades för studenter och besökare. Det var en meridiancirkel, tillverkad 1873 av A. Repsold & Söhne i Hamburg. Trots att instrumentet vid det laget var högst omodernt och inte hade använts på åtskilliga år, var det något i dess specifika och ändamålsenliga konstruktion som fascinerade mig. En meridiancirkel är en astronomisk kikare, konstruerad för ett enda syfte: att mäta stjärnors och planeters positioner med största möjliga noggrannhet. Alla delar var noga uttänkta för detta ändamål. På 1800-talet fanns meridiancirklar vid alla astronomiska observatorier av någon betydelse, så även i Uppsala och Stockholm, men den i Lund var på sin tid den modernaste i Sverige.


Frida Palmér, som vi återkommer till i ett senare inlägg, vid meridiancirkeln vid observatoriet i Lund. Foto: Lunds universitet .

Fram till 1940-talet genomfördes vid observatoriet flera mycket ambitiösa observationsprogram, bland annat för den stora internationella stjärnkatalogen Astronomische Gesellschaft Katalog (AGK). Observationerna gjordes visuellt, med observatören halvliggande under kikartuben medan assistenten avläste cirkelinställningarna. Den omständliga proceduren ansågs redan på 1920-talet vara otidsenlig och tämligen irrelevant för den snabbt framväxande astrofysikens behov. Nu var det större teleskop och fotografiska metoder som gällde, och när Stockholms observatorium flyttade till Saltsjöbaden 1931 fick den gamla meridiancirkeln stå kvar på Observatoriekullen. Även i Uppsala användes den fotografiska tekniken tidigt och med stor framgång (mer om detta nedan).

Noggrann bestämning av stjärnpositioner tillhör en specialitet inom astronomin som kallas astrometri – stjärnmätning. Häri ingår även differentiella mätningar, exempelvis av komponenterna i en dubbelstjärna, eller av de mycket små förändringar i en stjärnas position som orsakas av dess rörelse i förhållande till solen (egenrörelse) och jordens årliga omlopp kring solen (parallax). Den senare effekten är speciellt intressant eftersom den ger direkt information om avståndet: ju större parallax, desto närmare oss befinner sig stjärnan. De enorma avstånden i stjärnrymden medför att både parallaxer och egenrörelser är extremt små och svåra att mäta. En vanlig enhet för dessa små vinklar är 1 millibågsekund (milli-arcsec eller mas) = 0,001 bågsekund (arcsec). Ett knappnålshuvud (1 mm) betraktad på 200 km avstånd upptar en vinkel på ungefär 1 mas. Den närmaste stjärnan, Proxima Centauri, har en parallax på 769 mas, men för de flesta av Vintergatans stjärnor är parallaxen betydligt mindre än 1 mas.

En meridiancirkel kunde sällan ge bättre noggrannhet än ett par hundra mas, vilket alltså knappt räckte för avståndsbestämning ens till solens närmaste grannar i stjärnrymden. Med fotografins hjälp fick man betydligt bättre noggrannhet, och i början av 1900-talet var Östen Bergstrand i Uppsala en av pionjärerna för den nya tekniken. Med hjälp av dubbelrefraktorn från 1893 mätte han bland annat parallaxen för 61 Cygni, och fick ett värde som ligger anmärkningsvärt nära dagens bästa uppskattningar (se tabell). Denna dubbelstjärna i Svanens stjärnbild, nätt och jämnt synlig för blotta ögat, är speciell i astrometrins historia: baserat på Bessels mödosamma visuella observationer från 1837-38 publicerades den första tillförlitliga parallaxbestämningen för just denna stjärna. Trots att proceduren rationaliserades genom fotografin förblev parallaxarbetet ytterligt besvärligt och tidskrävande, vilket avspeglades i den långsamma tillväxten av antalet kända parallaxer. För hundra år sedan kunde man räkna till något dussin parallaxavstånd med en relativ osäkerhet mindre än 20 %, och så sent som 1995 uppgick de till knappt två tusen.

Ett urval bestämningar av parallaxen för dubbelstjärnan 61 Cygni.

1974 var det dags för mig att välja inriktning för mitt doktorsarbete. Vad var det som fick mig att välja astrometrin – en obetydlig, till synes utsiktslös specialitet långt från den moderna forskningens huvudfåra? Kanske var det bara okunnighet, men jag vill gärna tro att det var fascinationen inför ett gammalt mässingsinstrument som ledde mig in på denna bana. Det var i vart fall inte fråga om framsynthet, för ingen kunde då ana den explosiva utveckling som astrometrin stod inför, i synergi med rymdteknologin, digitala kameror och datorer. En utveckling som började med uppskjutningen av Hipparcos-satelliten 1989 och accelererade med Gaia ett kvartssekel senare. En explosion som för övrigt fortfarande pågår: just nu ligger antalet tillförlitliga parallaxavstånd, med < 20% relativfel, runt 148 miljoner…