Odin huvudnummer på Nobelsymposium

På måndagen presenterades nya resultat från den framgångsrika svenska rymdsatelliten Odin. Resultaten presenterades av Åke Hjalmarsson, astronomikoordinator för Odin, under ett Nobelsymposium i kosmisk kemi och molekylär astrofysik på Södertuna slott utanför Gnesta i Södermanland.

Förutom Odin berättades om kemi i rymden och roterade diskar kring nybildade stjärnor som kan bilda planeter, och NASA:s Stardust som nyligen lyckats återvända till jorden med uppsamlat kometstoft från kometen Wild 2.

En väsentlig del av världseliten inom området samlats på den sörmländska landsbygden för att under en knapp vecka utbyta erfarenheter från sina respektive forskningsområden.

– Ingen säger nej när det heter Nobelsymposium, säger Åke Hjalmarsson. Det kan verka märkligt, men så är det. Så det är mycket hög kvalitet på forskarna som är här.

Inget fritt syre

Odin sköts upp i början av 2001 från ryska Svobodny. Förutom Sverige deltar även Frankrike, Kanada och Finland i projektet. Den har varit extremt framgångsrik just på att spana efter molekyler i rymden. Därför var det ett synnerligen lämpligt tillfälle att sammanfatta Odins resultat och presentera det senaste satelliten har lämnat ifrån sig.

– Det första jag vill säga är att Odin lever och arbetar för fullt, efter fem år i rymden. Det är ganska anmärkningsvärt med tanke på att vi hoppades på två år när den sköts upp, säger Åke Hjalmarsson, som till vardags håller till på Onsala observatorium söder om Göteborg.

Ett av huvudsyftena för Odin var att spana efter syre och vatten i Vintergatan. Astronomerna trodde att syre var rikligt förekommande och en viktig del i stjärnbildningen. När ett molekylmoln påbörjar en gravitationell kollaps stiger temperaturen, och om inte gasen kyls avstannar processen. Molekyler är bra kylare och syrgas ansågs tidigare som en viktig del i detta.

Sett utifrån vad man väntade sig har resultaten varit klena. När det gäller molekylärt syre, O2, har Odin i princip inte hittat något alls. Det är bara i ett område, och där i nivåer som är tusen gånger lägre än vad de modeller som finns säger ska finnas.

Nu är inte Åke Hjalmarsson särskilt ledsen för det.

– Att vi har hittat väldigt lite O2 kanske är viktigare än om vi hade hittat mycket. Ett sådant resultat skjuter ner de etablerade modellerna för hur molekyler bildas, och sånt är alltid spännande.

Kometer runt andra stjärnor

De har också hittat lägre nivåer av gasformigt vatten än de väntade sig. Att Odin inte hittat något molekylärt syre betyder dock inte att syret inte finns. Astronomerna är rätt säkra på att det gömmer sig bundet i just vatten, på stoftkorn.

– Det här vattnet har med största sannolikhet bildats på stoftkornen, och är inte gasformigt vatten som fastnat på stoftkornen. Syret har hoppat dit, träffat på protoner och bildat vatten, som sedan stannat kvar där. Det lilla syre som blir kvar går åt för att bilda koldioxid.

Detta frusna vatten finns det sedan andra sätt att upptäcka. Även här har Odin gjort en insats.

– Vi har visat att det kring andra stjärnor än solen finns kometer som äts upp av dessa stjärnor när de expanderar till jättestjärnor i slutet av sin livsbana. Det kan vi säga för att vi sett att det finns för mycket vatten och ammoniak kring de här stjärnorna.

Odin har också observerat mer närliggande kometer, de som hör till vårt eget solsystem. Där har man bland annat sett spår av vatten och ammoniak i en komet som faller sönder.

– Den här typen av forskning handlar inte bara kometfysik, säger Åke Hjalmarsson. Det mesta av de lättflyktiga ämnen som jorden omges med idag har kommit från kometer. Då borde dessutom även mer komplicerade molekyler ha följt med. Detta kan även ha hänt i andra solsystem.

Han påpekar också att forskning i astrokemi är helt nödvändigt för att förklara stjärnors födelse, utveckling och död, och därmed livets uppkomst. Grundämnen vi har i våra kroppar, som kol och syre, har en gång producerats genom fusion av väte och helium i en massiv stjärna. I slutet av sitt liv slungade den döende stjärnan ut dessa grundämnen som sedan blev byggstenar för vårt solsystem.

Först att se udda molekylformer

Odin har mätt över ett mycket stort våglängdsområde. Därför har satelliten kunnat göra vad som kallas för förstadetektering av hundratals nya molekylsignaler. Det betyder att Odin-teamet har hittat signaler som ingen sett förut. Det är ofta redan upptäckta molekyler, men i en annan form eller i ett annat tillstånd än som observerats tidigare.

Till de molekyler de har hittat eller tror sig ha hittat finns exempelvis tung kvävehydrid, ND. Det är en kväveatom och en atom tungt väte, deuterium, som bildat en molekyl.

– Vi har även hittat SH-, negativt laddad svavelhydrid. Det kommer att bli kul att berätta om. Det är en molekyl som många har pratat mycket om men inte hittat, säger Åke Hjalmarsson.

Mycket av Odins observationer kommer att användas som bakgrundsdata för Herschel, ett rymdteleskop som ESA ska skicka upp nästa år och som ska spana i det infraröda och sub-millimeterområdet. Det kommer också att bli Herschels uppgift att verifiera flera av de exotiska molekylerna som Odin hittat.