Wallenberg Academy Fellows

Med blicken mot universums yttersta gräns

Redan som barn tittade Kirsten Kraiberg Knudsen på stjärnorna. Sedan dess har hennes blick sökt sig allt längre ut i rymden. Som Wallenberg Academy Fellow studerar hon kvasarer vid universums yttersta gräns för att försöka förstå hur galaxer bildas och utvecklas.

Kirsten Kraiberg Knudsen beskriver sig själv som en person som inte alltid har båda fötterna på jorden. Hon gillar sådant som ibland är otydligt och svårt att förstå. Redan som liten, i nio-tioårsåldern, började hon vända blicken uppåt. Från början handlade det mest om att hon tyckte det var romantiskt att titta på stjärnorna, men ganska snart började hon fundera på vad som egentligen finns därute utanför jorden.

– Jag kommer ihåg när Halleys komet passerade förbi jorden 1986. Det var en stor sak för mig. Det var då jag på allvar började förstå att rymden är mycket, mycket större än jorden och vårt eget solsystem. Det var i den vevan som min fascination för rymden föddes på allvar och jag bestämde mig för att bli astronom.

Det går snabbt – många ord och mycket skratt – när Kirsten Kraiberg Knudsen berättar om sin resa från Jylland där hon föddes, via grundskola och universitetsstudier i Köpenhamn, doktorandtjänst i Holland, postdoktorala studier i Tyskland och till den forskartjänst hon nu har på Onsala rymdobservatorium utanför Göteborg. Hon är den första akademikern i sin familj, men en sak som hon har fått med sig hemifrån är att chansen att få ett arbete där man har tillgång till nya idéer, kan vara kreativ och samtidigt ha inflytande, ökar om man är beredd att flytta.

– Jag skulle inte trivas med att veta att jag skulle göra samma sak varje dag under de kommande 50 åren. När jag skriver stora forskningsansökningar försöker jag till exempel alltid tänka på var jag vill vara och vad jag vill göra om fem år. Vad är nästa steg, och nästa, och nästa? Jag tittar framåt och formulerar mina visioner.

Spiralgalaxer och elliptiska galaxer

Vintergatan är vår galax, vårt hem i universum. Det är en gammal och stor galax med många miljarder stjärnor. Vintergatan är en så kallad spiralgalax med mycket gas och när gasen trycks ihop bildas det nya stjärnor. Det finns många andra galaxer i universum: några som är större än Vintergatan och andra som är mindre, några som precis som Vintergatan är spiralgalaxer och andra så kallade elliptiska galaxer som har många gamla stjärnor men som saknar gas vilket gör att inga nya stjärnor bildas. Gemensamt för alla stora galaxer är också att de har supermassiva svarta hål i centrum.

"För det första är det ett personligt erkännande, för det andra tycker jag det är viktigt med stöd till grundforskning, och för det tredje kan jag nu anställa fler forskare vilket ger massor av ny energi till min forskargrupp."

Kirsten Kraiberg Knudsens forskning handlar om hur galaxer bildas och utvecklas. En avgörande fråga inom detta forskningsområde är hur tillväxten av en galax hänger ihop med tillväxten av dess svarta hål. Sker det samtidigt, eller växer det svarta hålet först och galaxen sen, eller är det tvärtom?

Av särskilt intresse för hennes forskning är så kallade kvasarer som är vanligare långt bort från jorden. Långt bort innebär att det vi ser från jorden idag hände för länge, länge sedan då universum bara var några miljarder år gammalt. Kvasarer är extremt ljusstarka, aktiva galaxkärnor med centrala svarta hål som växer mycket snabbt genom att suga upp enorma mängder material från sin omgivning. Strålningen kommer sig av att gas som närmar sig det svarta hålet hettas upp och avger enorma mängder energi genom jetstrålar.

– Vi förstår att det händer mycket vid sådana här tillfällen, men vi är inte riktigt säkra på vad som händer. Det kan handla om två saker: antingen trycks gas ihop och det bildas en massa nya stjärnor, eller också tar jetstrålarna en massa gas med sig ut ur galaxen och då finns det ingen gas att bilda nya stjärnor av. Vi tror att det här är ett skeende som är viktigt för att kunna förstå hur galaxer bildas och utvecklas.

Ett annat sätt att studera hur galaxer bildas och utvecklas är att studera relationen mellan hur många gamla och nya stjärnor det finns i olika galaxer.

– En fråga vi ställer oss är om det är möjligt att förutsäga varför en del galaxer blir spiralgalaxer och andra elliptiska galaxer. För att använda en liknelse är det som att studera barn i olika åldrar för att förstå varför vuxna människor ser ut som de gör idag.

Radioastronomisk information

Kirsten Kraiberg Knudsens studier bygger på observationer från Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) som är ett nytt teleskop som byggs i Chiles öken. Teleskopet samlar radioastronomisk information med våglängder i millimeterområdet som gör det möjligt att skilja på gamla och nya stjärnor, och dessutom möjliggör studier av kvasarer.

– Vår forskning är viktig av den enkla anledningen att vi är nyfikna på hur universum fungerar. Teknikutvecklingen är viktig för många andra områden och astronomin bidrar, och har alltid bidragit, till hur vi människor förstår och förhåller oss till vår omvärld. Dessutom är det kul, det är till exempel helt fantastiskt när vi upptäcker en ny galax som vi inte har sett förut.

Text: Anders Esselin
Foto: Magnus Berglund