Carlsbergfondet og dansk astronomi igennem 100 år

Dette er historien om, hvordan Carlsbergfondet i over 100 år ikke blot har holdt dansk astronomi i live, men har spillet en nøglerolle for den historiske styrkeposition på det internationale verdenskort, som dansk astronomi indtager i dag. Gennem en historisk gennemgang af en serie kritiske begivenheder vil jeg med denne artikel vise, hvordan Carlsbergfondet igennem et sekel har fået en hel videnskab til at blomstre.

Forhistorien

Tycho Brahe (1546-1601) og Ole Rømer (1644-1710) er historisk de to berømteste danske astronomer. Tycho Brahe opdagede sensationelt en ny stjerne og revolutionerede observationsteknikken, men faldt i unåde og døde i eksil i Prag. Ole Rømer kom som ung til Paris og opdage lysets ”tøven”, men blev efter hjemkomsten enevældens universelle problemknuser som bl.a. Københavns politi- og brandmester o.m.a.

Allerede i 1908 kom Carlsbergfondet ind i billedet, da den danske astronom og historiker Johan L. E. Dreyer fik en stor bevilling til en samlet, kritisk udgivelse af Tycho Brahes samlede værker.

Dreyer havde forinden arbejdet 20 år i Irland og er blandt andet forfatter til to store kataloger over galakser, stjernehobe og gaståger, der stadig anvendes i dag. Efter sin tid i Irland vendte han tilbage til Danmark og påtog sig den store opgave at samle og udgive vor mest berømte astronoms livsværk. De 15 store bind på det originale latin udkom i 1921-1929 (det sidste tre år efter Dreyers død) – et værdigt minde om både Tycho Brahe, Dreyer og Carlsbergfondet.

Dynastiet Strömgren

Fra 1907 indtil 1940 var den svenske astronom Elis Strömgren (1870-1947) professor i astronomi ved Københavns Universitet. Hans videnskabelige speciale var baneberegninger i Solsystemet, mens observationer ikke havde hans store interesse. Elis Strömgren var samtidig en dynamisk og dominerende skikkelse i både dansk og europæisk astronomi med et stort internationalt netværk, som han ikke mindst udnyttede yderst konstruktivt i det neutrale Danmark under første verdenskrig og i mellemkrigstiden. 

I 1908 fødtes også Elis Strömgren ældste søn Bengt, der snart viste sig som et vidunderbarn, der gjorde lynkarriere i skolen og på universitetet. Han skrev sin første egentlige videnskabelige artikel som 14-årig, blev student som 17-årig, kandidat som 19-årig og Danmarks yngste dr. phil., da han var 21 år.

Bengt Strömgren kom til at præge dansk astronomi i over 50 år. Som opvokset på observatoriet på Østervold var han grundigt skolet i al klassisk astronomi, men hans hovedinteresse blev snart den livlige udvikling af atom- og kernefysik og kvantemekanik, som fandt sted på Niels Bohrs nye institut på Blegdamsvej. Ved at anvende disse værktøjer til en dybere forståelse af stjernernes natur blev han allerede som teenager en af grundlæggerne af astrofysikken, som har formet vort nuværende verdensbillede. I dag er astrofysik synonymt med astronomi.

1930'erne og krigstiden

I årene op til anden verdenskrig arbejdede Bengt Strömgren intenst på at klarlægge Solens kemiske sammensætning og kilden til Solens udstråling – og dermed dens udvikling i tiden. Han havde samtidig et klart blik for de øvrige stjernetypers forskellighed og deres vekselvirkning med stoffet mellem stjernerne i Mælkevejen, som på dette tidspunkt var erkendt ikke at være Universet selv, men en skivegalakse blandt mange andre. Typisk for Bengt Strömgrens målrettethed og alsidighed arbejdede han herefter på at udarbejde praktiske metoder, hvormed afstand, hastighed, kemisk sammensætning og alder kunne bestemmes mest nøjagtigt og effektivt for et stort antal stjerner. Solens nabolag skulle kortlægges og dens udvikling forstås! 

Til dette arbejde var der brug for et nyt observatorium, fjernt fra byens lys og røg, og udrustet med et omhyggeligt planlagt sæt moderne teleskoper og instrumenter. Bengt Strömgren udviklede også egne, objektive metoder til at karakterisere egnede observationssteder. Ud fra dette gik man i gang med en eftersøgning, som resulterede i valget af en bakke i nærheden af landsbyen Brorfelde, nær Holbæk. Men det var krigsår og smalhans, og fagets eneste professor indtil 1940 havde i mange ikke år vist interesse for sådanne planer. I 1944 – 300-året for den danske astronom Ole Rømers fødsel – ændrede en stor bevilling fra Carlsbergfondet til indkøb af en meridiankreds med ét slag billedet: En meridiankreds er en kikkert til præcis måling af stjernernes vinkelbevægelser – opfundet af netop Ole Rømer. Og i 1946 – 400-året for Tycho Brahes fødsel – slog endnu en stor bevilling fra Carlsbergfondet hovedet på sømmet: Efter 50 års frugtesløse diskussioner var et nyt observatorium født, og universitetets og statens tunge hjul satte sig omsider langsomt i bevægelse. I 1958 stod Brorfelde Observatorium klar.

Efterkrigstiden

Men hjulene havde drejet for langsomt for en mand af Bengt Strömgrens format. Fra 1950 blev han tilbudt flere stillinger i USA, hvor han kunne udvikle sin forskning under meget attraktive forhold. Trods ihærdige forsøg fra bl.a. Carlsbergfondet på at fastholde ham forlod han derfor Danmark. Først på deltid fra 1951, siden definitivt i 1958, hvor han overtog Albert Einsteins kontor på det berømte Institute of Advanced Studies i Princeton.

Bengt Strömgren efterfulgtes af en anden svensk astronom, Anders Reiz, med et stort og alsidigt CV og en meget aktiv teoretisk og instrumentel forskning. Reiz stod over for en stor opgave med at varetage instituttets økonomi og fuldende Brorfeldes udrustning med instrumenter. Reiz ønskede samtidig at udvide den teoretiske forskning med tidens mest avancerede instrument – en elektronisk computer eller ’regnemaskine’, som den hed dengang.

Igen trådte Carlsbergfondet til med en stor bevilling, og i 1962 blev en GIER ’regnemaskine’ (Geodætisk Instituts Elektroniske Regnemaskine) opstillet på observatoriet på Østervold. GIER var Københavns Universitets første computer og startede en teoretisk forskningsaktivitet, som gennem 15 år placerede Danmark i front mht. beregning af stjerners udvikling og pulsation. Samtidig kunne GIER hurtigt reducere meridian­kredsens omfattende datamængder og lysstyrkemålinger fra først Brorfelde, senere fra La Silla i Chile. Vigtigt var det imidlertid også, at danske astronomistuderende via installationen af GIER nu blev et par hestehoveder foran deres kolleger i henseende til fortrolighed med computeren som det ny værktøj i forskningen. GIER computeren fyldte et helt lokale i stueetagen, kølingen et andet i kælderen. Den havde en hukommelse på 1024 ord til program og data (for én enkelt bruger!) og et ’masselager’ på 13 000 ord til resten. GIER var i brug på observatoriet indtil 1970.

Internationalt gennembrud

1967 var et skelsættende år for dansk astronomi: Danmark blev på Anders Reiz' initiativ medlem af European Southern Observatory (ESO). På dette tidspunkt havde ESO lige trådt sine barnesko, men i dag er det verdens førende forskningsinstitut inden for jordbaseret astronomi. Gennem medlemskabet af ESO fik danske astronomer adgang til de bedste observationsforhold på kloden, og til større og mere veludrustede teleskoper, end man kunne drømme om på national basis. Derfor blev Brorfeldes 50 cm spejlteleskop i 1969 overflyttet til ESO’s observatorium i Chile, hvorved dets produktivitet mangedobledes.

Samtidig øgede Carlsbergfondet bevillingen til det tredje teleskop i Brorfelde, så der i partnerskab med ESO i stedet kunne bygges et moderne 1.5m spejlteleskop, hvor danske astronomer fra 1978 kunne disponere over halvdelen af observationstiden. Sammenlagt betød medlemskabet af ESO et enormt løft i både produktivitet og observationernes kvalitet. Samtidig grundlagdes det fælles europæiske tidsskrift "Astronomy & Astrophysics"

1967 var også året, hvor Bengt Strömgren blev tilbudt Carlsbergs Æresbolig, hvilket, sammen med et personligt professorat, fik ham til at vende tilbage til Danmark, hvor han lagde de sidste 20 år af sin gerning – heriblandt som præsident for ESO’s Council og Videnskabernes Selskab samt som direktør for NORDITA.

Som inspirator og initiativtager til store, systematiske forskningsprojekter vedblev han at gøre sig gældende længe efter sin død, herunder i observationsprogrammer, der skulle dække også den nordlige himmel, der ikke kunne nås fra ESO i Chile. Også disse kunne gennemføres takket være Carlsbergfondets støtte til ny instrumenter og langvarige rejser.

Konsolidering og nye udfordringer

Omkring 1980 var både det danske 1.5m teleskop og ESO’s største teleskop med 3.6 m spejl i drift, og de fleste danske astronomer var fuldt beskæftiget med at udnytte dem. Men en gruppe nordiske astronomer, anført af professorerne Reiz og Strömgren, ønskede at opføre et fællesnordisk 2.5m Nordisk Optisk Teleskop (NOT) på det ny spanske observatorium på La Palma i de Kanariske Øer. For en bevilling fra Carlsbergfondet fik de udarbejdet et projektstudie, og på grundlag af dette indgik Nordisk Ministerråd og de nordiske forskningsråd aftale om at bygge det nordiske teleskop.

Det er bemærkelsesværdigt, at Carlsbergfondets bevilling til Nordisk Optisk Teleskop skete, samtidig med, at Carlsbergfondet finansierede en videreudvikling af meridiankredsen i Brorfelde til et fuldautomatisk instrument. Også dette instrument blev flyttet – nu til La Palma, i 1984. Ved den højtidelige indvielse af observatoriet i 1985 fik instrumentet derfor navnet ”Carlsberg Automatic Meridian Circle (CAMC)” og fungerede – hver nat – som verdens første robot-teleskop indtil dets pensionering i 2013.

Men lykken varede kort. I foråret 1985 ramtes Københavns Universitet af en budgetnedskæring, der kom som et lyn fra en klar himmel. Forfatteren måtte som valgt institutleder imødese at skulle afskedige mine to mest uundværlige kolleger – heriblandt lederen af meridiankredsprojektet. Krisen løstes på kort sigt ved, at jeg ansøgte om orlov uden løn i 1986, men der var naturligvis en regning at betale. Igen trådte Carlsbergfondet til med en bevilling til løn for to astronomer i to år til at forske i USA, plus rejsedækning. Tiden i USA blev personligt meget produktiv forskningsmæssigt, men gav også kontakt til den nyeste udvikling af astronomiske CCD-detektorer. Dette kom siden til stor nytte for dansk astronomi.

VLT-krisen

Næste krise lod ikke vente på sig. I 1987 besluttede alle ESO’s medlemslande at bygge ’Very Large Telescope (VLT)’. VLT skulle bestå af fire teleskoper med hovedspejle på hver 8.2 meter i diameter, opstillet så de kunne kobles sammen til ét 16 m teleskop. Prisen for VLT betød en fordobling af ESO’s årlige budget. Som den eneste stemte den danske regering imod beslutningen, selv om konsekvensen ville være en dansk udtræden af ESO. Dette ville være en katastrofe for dansk astronomis fremtid og måtte afværges for enhver pris. På samme tidspunkt ramtes NOT-projektet af tekniske, økonomiske og ledelsesmæssige problemer. Dette skete på det uheldigst mulige tidspunkt og stemte næppe forskningsråd og ministerium mildere.

At en løsning ville kræve et kraftigt indhug i vore hidtidige driftsmidler var uundgåeligt, men langt fra nok. Igen lagde Carlsbergfondet en stor pose penge på bordet – 10 millioner 1989-kroner. Og det gjorde udslaget: Regeringen ændrede sin tidligere beslutning. VLT blev bygget færdigt som en tordnende succes, og der er aldrig siden sat spørgsmålstegn ved Danmarks medlemskab af ESO.

Bemærkelsesværdigt er det endnu engang, at Carlsbergfondet næsten samtidig gav en anden betydelig bevilling. Denne gang til et nyt, kraftfuldt instrument til det danske 1.5m teleskop i Chile – et instrument, som siden er blevet bygget i et dusin kopier til andre observatorier, inklusive NOT.

Genopbygning af fagets renommé

Fra 1990 fulgte nogle økonomisk magre år for dansk astronomi, til regningen var betalt og NOT’s struktur, ledelse, instrumentering og økonomi fik en kraftig ansigtsløftning. Da NOT begyndte at udfylde sin rolle som nordisk astronomis produktive hovedfacilitet på nordhimlen, kunne vi – og ikke mindst jeg selv i – igen se bevillingsgiverne i øjnene. Igen oplyste Carlsbergfondet denne mørke tid med en millionbevilling til et stort CCD-kamera til NOT, som den dag i dag stadig er observatoriets mest effektive.

Samtidig var generationsskiftet i dansk astronomi i fuld gang, og omfattende strukturændringer og rationaliseringer blev gennemført – ikke alle med det gode. Som led i denne udvikling blev Brorfelde-observatoriet nedlagt ved udgangen af 1995 efter 50 år. Reelt var dets videnskabelige rolle udspillet, allerede da Danmark tilsluttede sig ESO, men i 2015 er det glædeligvis ved at genopstå som undervisnings- og oplevelsesfacilitet for videbegærlige skolebørn.

Opblomstring i det 21. århundrede

I år 2000 blev det sidste af de fire VLT-teleskoper indviet. Den første instrumentplan var fra 1989, så både videnskabelige spørgsmål og tekniske muligheder havde udviklet sig radikalt siden, og det var tid til at tage VLT’s instrumentpark op til revision. Samtidig var der sket et generationsskifte i dansk astronomi, og der skulle tænkes fremad. Opdagelser som gammaglimt, supernovaer som mål for Universets udvidelse og planeter omkring andre stjerner var helt nye forskningsfelter, og danske astronomer var her aktive brugere af både ESO og NOT.

Gammaglimt indtræffer uden varsel, hvor som helst på himlen, i ukendt afstand, og er ekstremt kortvarige. Nøglen til at undersøge glimtenes natur ligger i at observere hele deres spektrum - fra ultraviolet til infrarødt - så prompte og effektivt som muligt. I et dansk koncept til et nyt instrument til VLT splittes lyset op i tre spektralområder fra ultraviolet til det nære infrarøde, der hver observeres med optimale detektorer. Instrumentet, kaldet ”X-shooter”, blev bygget af bl.a. Niels Bohr Instituttet, Københavns Universitet, og støttet af en millionbevilling fra Carlsbergfondet. Det blev taget i brug på VLT i 2009 og har siden været ESO’s mest efterspurgte instrument. X-shooter har leveret mange epokegørende resultater.

Den store succes med X-shooter demonstrerede klart, at der er behov for et lignende instrument til NOT. Med NOT’s nuværende instrumenter er det ikke muligt at observere synligt og infrarødt lys samtidig. Derfor er der, med X-shooter som model, designet et lignende instrument, tilpasset et 2.5 m. teleskop. Det vil give mulighed for at optage både spektre og direkte billeder ved de samme bølgelængder. Denne ”NOT Transient Explorer (NTE)” kan derfor erstatte alle ældre instrumenter i teleskopets hovedfokus og altid være klar til indsats. Med en bevilling på 5 millioner kroner til NTE bringer Carlsbergfondet dermed endnu engang dansk astronomi et hestehoved foran og sikrer NOT en konkurrencedygtig fremtid indtil mindst 2030.

Mælkevejens struktur og udvikling – et ledemotiv seklet igennem

At Mælkevejen er en spiralgalakse som mange andre, bestående af mange milliarder stjerner, blev endelig påvist for omkring 100 år siden. Men hvordan var den opstået? Allerede som helt ung grundlagde Bengt Strömgren den fysiske forståelse af stjernernes kemiske sammensætning, energiproduktion, udvikling og dermed alder, samt mekanismen bag deres indbyrdes bevægelser. Under og efter krigsårene arbejdede han med metoder til at omsætte denne forståelse i nøjagtige og effektive observationer. Herudfra blev Brorfelde-observatoriet nøje planlagt og med Carlsbergfondets støtte endelig opført for at føre programmet ud i livet med de begrænsninger, som klima og nationale grænser satte.

Da Bengt Strömgren vendte tilbage, og Danmark tilsluttede sig ESO i 1967, lå en ny verden åben. Observationsarbejde kunne pludselig planlægges og ambitionerne blev derfor kraftigt hævet. Med Brorfeldes 50 cm teleskop flyttet til Chile og lignende instrumenter (fotometre) på teleskoper i USA (igen takket være Carlbergfondet) gennemførte E.H. Olsen en enorm gennemmønstring af ca. 30.000 klare stjerner i Strömgrens optimerede farvesystem. Meridiankredsen var adgangen til at bestemme stjernernes bevægelser i himlens plan, især efter flytningen af ”Carlsberg Automatic Meridian Circle” til en mere produktiv fremtid på La Palma. Bengt Strömgren påpegede diskret, at hvad der manglede, var hastigheden i synslinjens retning (radialhastigheden), der måles vha. Dopplereffekten på stjernens spektrallinjer.