För att hjälpa oss att få grepp om avstånden i rymden gör fysikern Robert Jastrow följande jämförelse. Föreställ dig solen förminskad till en apelsins storlek. Då skulle jorden vara ett litet sandkorn som kretsar i en bana runt solen på nio meters avstånd. Jupiter skulle vara som en körsbärskärna som kretsar runt apelsinen på ett kvarters avstånd, och Pluto skulle vara ytterligare ett litet sandkorn på tio kvarters avstånd från vår tänkta apelsin, solen. Enligt samma skala skulle solens närmaste granne, stjärnan Alfa Centauri, befinna sig 2.100 kilometer bort och hela Vintergatan vara en gles anhopning apelsiner med ett inbördes avstånd på runt 3.000 kilometer och en total diameter på 30 miljoner kilometer. Så även om allting förminskas blir siffrorna snart ofattbart stora.

Det är inte bara avstånden som är häpnadsväckande. Allteftersom forskare har avtäckt universums hemligheter, har märkliga fenomen kommit i dagen. Det finns neutronstjärnor som består av så tät materia att en enda tesked av den väger lika mycket som 200 miljoner elefanter. Det finns små stjärnor som kallas pulsarer vars ljus pulserar. En av dem blinkar 600 gånger i sekunden.

Universum — några av hemligheterna avslöjade

DEN 4 juli år 1054 spanade Yang Wei Te upp mot den tidiga morgonhimlen. Som officiell astronom vid Kinas kejserliga hov studerade han mycket noggrant stjärnornas rörelser, när plötsligt ett klart ljus nära stjärnbilden Orion drog till sig hans uppmärksamhet.

En ”gäststjärna” hade framträtt — det var så denne forntida kines kallade denna ovanliga företeelse. Sedan Yang plikttroget hade rapporterat detta för sin kejsare, lade han märke till att ”gäststjärnan” hade blivit så ljusstark att den till och med lyste starkare än Venus och i flera veckor kunde ses i klart dagsljus.

Nio hundra år skulle förflyta innan detta skådespel kunde förklaras på korrekt sätt. Man tror nu att den kinesiske astronomen bevittnade en supernova, en väldig stjärnas våldsamma dödskamp. Orsakerna till ett sådant märkligt fenomen är bara några av de hemligheter som astronomin försöker avslöja. Det som nu följer är en förklaring som astronomer omsorgsfullt har arbetat sig fram till.

Även om stjärnor som vår sol kan vara enormt stabila och ha en ofantligt lång livslängd, ger deras tillblivelse och död upphov åt de mest spektakulära skådespelen på himlen. Forskare tror att en stjärnas levnadshistoria börjar inne i en nebulosa.

Nebulosa. Detta är beteckningen på ett interstellärt moln av gas och damm. Nebulosor hör till de vackraste objekten på natthimlen. Nebulosan som man ser på omslaget till denna tidskrift kallas Trifidnebulosan (eller nebulosan med tre sprickor). Inne i denna nebulosa har nya stjärnor fötts, vilket gör att nebulosan avger ett rödaktigt sken.

Såvitt man vet bildas stjärnor inne i en nebulosa när den spridda materien under påverkan av gravitation kondenseras till bunden gas. Dessa jättelika gasklot stabiliseras när de når den temperatur då kärnreaktioner sätts i gång i molnets centrum, vilket hindrar fortsatt sammandragning. I och med det har en stjärna fötts, ofta tillsammans med andra, med vilka den bildar en stjärnhop.

Stjärnhopar. På fotot på sidan 8 ser vi en liten stjärnhop som kallas Juvelskrinet och som man tror bildades för bara några miljoner år sedan. Namnet myntades med anledning av 1800-talsastronomen John Herschels målande beskrivning: ”ett skrin med olikfärgade ädelstenar”. Man vet att det enbart i vår galax finns över tusen liknande hopar.

Stjärnans energi. En stjärna i sitt första utvecklingsskede stabiliseras när en kärnreaktion sätts i gång i dess inre. Den börjar förvandla väte till helium i en fusionsprocess som i viss mån påminner om det som händer i en vätebomb. Massan hos en genomsnittlig stjärna, som solen, är så stor att kärnreaktionen kan pågå i miljarder år utan att bränslet tar slut.

Men vad händer när en sådan stjärna till slut har förbrukat sitt vätebränsle? Kärnan drar ihop sig och temperaturen stiger, när vätet i stjärnans centrum tar slut. Samtidigt expanderar de yttre lagren enormt, så att stjärnans radie ökar med 50 gånger eller mer, och den blir en röd jätte.

Röda jättar. En röd jätte är en stjärna med en relativt låg yttemperatur. Därför förefaller den vara röd i stället för vit eller gul. Denna fas i en stjärnas liv är relativt kort och slutar — när det mesta av heliumet har förbrukats — med ett färgsprakande fyrverkeri. Stjärnan, som fortfarande förbränner helium, stöter ut de yttre lagren, och dessa bildar en planetarisk nebulosa som glöder på grund av den energi som kommer från moderstjärnan. Till slut krymper stjärnan dramatiskt för att bli en svagt lysande vit dvärg.

Men om den ursprungliga stjärnan har tillräckligt stor massa, blir slutresultatet att själva stjärnan exploderar. Då blir den en supernova.

Supernovor. En supernova är den explosion som utgör slutet på en stjärnas liv som ursprungligen hade mycket större massa än solen. Enorma mängder stoft och gas spys ut i rymden genom våldsamma chockvågor med hastigheter på mer än 10.000 kilometer i sekunden. Det intensiva ljuset från explosionen är så starkt att det överträffar en miljard solar och framträder som en gnistrande diamant i skyn. Den energi som frigörs i en enda supernovaexplosion motsvarar den totala energi som solen skulle utstråla på nio miljarder år.

Nio hundra år efter det att Yang iakttog sin supernova kan astronomer fortfarande se de utspridda resterna efter explosionen, en formation som kallas Krabbnebulosan. Men något mer än nebulosan hade lämnats kvar. I dess centrum upptäckte man någonting annat — ett litet objekt som roterar 33 gånger per sekund och som kallas pulsar.

Pulsarer och neutronstjärnor. Med en pulsar menar man en extremt tät, roterande kärna av materia som lämnats kvar efter det att en stjärna med inte mer än tre gånger solens massa genomgått en supernovaexplosion. Pulsarernas diameter är mindre än 30 kilometer, så de upptäcks sällan med optiska teleskop. Men de kan identifieras med hjälp av radioteleskop, som registrerar de radiosignaler som alstras i samband med deras snabba rotation. En stråle radiovågor roterar tillsammans med stjärnan, precis som ljusstrålen från en fyr, och den uppfattas av en iakttagare som en puls, vilket gett upphov åt benämningen pulsar. Pulsarer kallas också neutronstjärnor, eftersom de huvudsakligen består av tätt packade neutroner. Detta förklarar deras otroliga täthet — över hundra miljoner ton per kubikcentimeter.

Men vad skulle hända om en riktigt stor stjärna blev en supernova? Enligt astronomernas beräkningar skulle kärnan fortsätta att kollapsa efter neutronstjärnestadiet. Teoretiskt skulle gravitationen som pressar samman kärnan bli så stor att ett så kallat svart hål skulle bildas.