#89: Onsala rymdobservatorium

Av Robert Cumming

Norrskensforskaren och ornitologen Ingrid Sandahl brukade åka ner hit från Kiruna för att skåda fåglar. Just idag, en kylig oktoberdag 2019, är det ovanligt stilla och fåglarna som flyger bland teleskopen hörs på långt håll. Spillkråkan ropar från en tall bortåt LOFAR-teleskopet. Gröngölingen flyger mot 20-metersteleskopets runda, vita kupol. Sedan hörs det ett nytt, mer bekant pip och jag har triss i hackspettar. Kanske var den här platsen där Sandahl bestämde sig för att satsa på fåglarna – hon blev under sina sista år i livet föreståndare för Haparanda Sandskärs fågelstation.

25-metersteleskopet vid invigningen den 26 november 1964. Foto: Bert Hansson/Chalmers/Onsala rymdobservatorium.

Onsala rymdobservatorium är en plats för att lyssna på naturen och titta ut med alla slags uppspärrade ögon. Och en plats för att ta chansen. Det är ett intryck jag får av att ströläsa i Olof Rydbecks omfattande självbiografi. Innan han grundade observatoriet reste han ut i världen, till USA, och upptäckte att världsrymden höll på bli synlig på helt nya sätt. I gränslandet mellan ingenjörskonst och astronomi öppnade sig nya möjligheter. Forskarna fick syn på universum i allt fler nyanser av det elektromagnetiska spektrumet, och här fanns stora upptäckter att göra.

Redan på 1930-talet hade molekyler upptäckts i rymden för första gången. Atomerna hängde ihop därute på samma sätt som i våra kroppar, och fåglarnas och tallarnas, där speciellt kolbärande molekyler har betydelse. Belgaren Pol Swings pekade ut möjliga tecken på molekylen CH – en kol och en väteatom – i den rymden mellan stjärnorna. Det var en molekyl som inte är stabil här hemma men vars blotta existens tydde på att därute kunde det pågå kemi, organisk kemi. Och om det var så kunde det kanske också bildas liv. Fanns det mer att hitta?

Rydbeck gick igång på det här på alla cylindrar, och han var inte ensam i jakten på rymdens molekyler. Han insåg hur man kunde använda kunskap om elektromagnetism för att bygga radioteleskop och känsliga mottagare, och han visste hur man hittade de smartaste ingenjörerna, bland annat på Chalmers, för att göra det. Likt många andra inom det nya fältet astrokemi älskade han att gotta sig i kvantfysikens djupaste och krångligaste detaljer. Det gällde att lista ut vad man kunde förvänta sig när materia och ljus växelverkade på olika skalor. Då kunde man både utveckla sensorteknik som i omänskliga små skalor utforskade skeenden i omänskligt stora skalor ute bland stjärnorna  med hjälp av lagom stora radioteleskop.

Trots att han var höjdrädd klättrar Olof Rydbeck ändå upp på stegen under bygget av 25-metersteleskopet i Onsala. Foto: Chalmers/Onsala rymdobservatorium.

Han blev en driven chef, och under hans regi växte observatoriet på Råö snabbt till en av Sveriges största forskningsanläggningar. Kriget var över och radarantennerna som tyskarna hade lämnat kvar överallt kunde göras om till radioteleskop. Han köpte två för 300 kronor från Norge, ingenjörerna fick släpa hit dem och få igång dem, och så började de fredsjobbet med att spana efter atomer och molekyler i rymden.

Bygget av 25-metersteleskopet – invigt 1963 och verksamt än idag – slet på Rydbeck och hans team, men det kunde faktiskt vara värt det om de kunde hinna före holländarna och amerikanerna och se rymdens första molekyler med ett radioteleskop. Kunde man känna igen strålning från CH i den interstellära rymden, ja då kunde man inte bara upptäcka alla möjliga molekyler, men också se dem bildas i de tjocka, mörka moln där själva stjärnorna föddes. Det skulle kunna skrivas ner i historieböckerna.

Foto: Chalmers/Onsala rymdobservatorium.
Fredagen den 21 maj 1976. Kung Carl XVI Gustaf, nyss fylld 30, har precis invigd 20-metersteleskopet vars skyddande radom syns i bakgrunden. Olof Rydbeck berättar något för kungen och för Carl Gustaf Bernhard, då ständig sekreterare i Kungl. Vetenskapsakademien. Foto: Chalmers/Onsala rymdobservatorium.

1973 kunde Rydbeck och hans närmaste rapportera i tidskriften Nature att de sett CH med hjälp av det storslagna 25-metersteleskopet i Onsala. Artikeln blir startskottet för något otroligt. Molekyl efter molekyl identifieras i rymden, en utveckling som inte hade varit möjligt utan tekniska framsteg och en fördjupat förståelse för fysikens grundbultar, strålning och kvantmekanik.

Så blev det en rymdmolekylernas fabrik i Onsala och i ett decennium fanns ett av världens finaste teleskop här i Sverige.

Observatoriets historia fortsätter, via teleskopet SEST i Chile, in i vår tid. Idag är det sammankopplade teleskop, interferometri, och namn som ALMA, EHT och EVN som står för de stora upptäckterna, vart och ett med historier som Rydbecks efterträdare kan berätta.

Rydbeck hyllar i sina böcker radioastronomins snällaste hjältar som Lars E B Johansson, han gick bort 2008, och Åke Hjalmarson. Var det en omtänksam, öppen inställning som gjorde det möjligt för Chalmers och Onsala att bli en plats där kvinnor som Susanne Aalto, Cathy Horellou och Carina Persson blivit Sveriges mest kända radioastronomer? Eller var det förebilder som Ewine van Dishoeck, astrokemins holländska modergestalt, eller Chalmers mest envisa figur inom den utåtriktade astronomin, Marie Rådbo, som gjorde mest skillnad? Sådant hade jag kunnat fråga Ingrid Sandahl, tänker jag, men jag misstänker att det ändå var mest bara fåglarna och fysiken som gjorde att hon kände sig hemma i Onsala, de är trots allt viktigast.

#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.