Vad är extremagalaktisk astronomi?

Gryningen av extragalaktisk astronomi var 1917, när den amerikanska astronomen Heber Curtis observerade en stellar nova inom M31, det formella namnet på det som då kallades den stora Andromeda Nebula. Vid den tiden ansågs spiralnebulor som Andromeda ligga i vår egen galax, med en storlek bara flera gånger större än vårt solsystem och ett avstånd mindre än 50 000 ljusår. De trodde att Vintergalaxen representerade hela universum.

Efter att ha observerat novan i M31, sökte Curtis den fotografiska posten och noterade 11 ytterligare novéer i regionen. Om M31 bara var en stjärnnebulosa, varför fanns det så många novor i den, och varför var dessa karakteristiskt svagare än andra novéer? Mot bakgrund av iakttagelsen att dessa novéer var ungefär tio storlekar svagare än novéer kända för att förekomma i vår egen galax, förklarade Curtis att den stora Andromeda-nebulan i själva verket var ett "öununivers", skiljt från Vintergatan och ligger 500 000 ljusår bort . Astronomer accepterade inte hans hypotes först, och en vetenskaplig debatt inleddes.

1920 utmanade Harlow Shapley, en annan amerikansk astronom, Curtis till en stor debatt om tidens viktiga astronomiska frågor, inklusive huruvida spiralnebulor som Andromeda verkligen låg utanför vår egen galax. Många med astronomer följde debatten, men de slutliga resultaten var otvetydiga. Det var inte förrän 1925, när Edwin Hubble (efter vilken Hubble Space Telescope heter) publicerade observationer från 100-tums Hooker-teleskopet, då det största i världen, att han hade upptäckt Cepheid variabla stjärnor i Andromeda-nebulosorna och använde dem att mäta dess avstånd, visade sig vara enorma 2,5 miljoner ljusår. Tiden för extragalaktisk astronomi hade börjat, och Andromedas nebula döptes om till Andromedas galax.

Under de senaste 80 åren har extragalaktisk astronomi varit ett aktivt forskningsområde. Genom att mäta den relativa hastigheten för galaxer med sin optiska signatur konstaterades att alla galaxer rör sig bort från varandra och hela universumet expanderar. År 1998 antydde observationer av typ Ia-supernova till och med att utvidgningen var snabbare. Kosmologer tror nu att det är troligt att universum kommer att sluta i en "Heat Death" där accelererande expansion får all materia att spridas och frysa.

Ett viktigt avsnitt i extragalaktisk astronomi är upptäckten och utredningen av kvasarer, kvasi-stjärniga radiokällor. Dessa ljuspunktskällor var kända för att vara mycket lysande och mycket avlägsna, bland de mest avlägsna föremål som är kända, med några så långt borta som 13 miljarder ljusår. Även om kvasarer först observerades på 1950-talet var det inte förrän på 1970-talet som ett vetenskapligt samförstånd började uppstå om kvasars natur: de var aktiva galaktiska kärnor, bestående av supermassiva svarta hål som sugade in flera solmassor värda material per sekel och släpper enorma mängder strålning i processen. Formella modeller har byggts för att beskriva detta, och ett av de största mysterierna i extragalaktisk astronomi löstes.

Idag har miljoner galaxer fotograferats och klassificerats av forskare, ibland till och med med hjälp av allmänheten (som i GalaxyZoo). Galaxer är antingen spiral- eller elliptiska. Det uppskattas att det finns cirka hundra miljarder galaxer i det observerbara universum. Intressant nog är detta ungefär detsamma som antalet neuroner i en mänsklig hjärna.