Det egentlige navn for vores Sol er Sol, og derfor kaldes det stjernesystem, vi lever i, solsystemet. Det er Solen, der leverer den energi, som driver alt liv på Jorden, og uden den ville vi ikke eksistere. Blandt stjerner er Solen dog en ganske gennemsnitlig stjerne. Der findes stjerner med masser fra 0,08 til 80 gange Solens masse.

Vores Sol har en radius på 697.000 km (sammenlign med Jordens radius på 6378 km) og udgør omkring 99,8 % af hele solsystemets samlede masse.
I Solens kerne er temperaturen helt oppe på 15.600.000°C (over 15 millioner grader), men selv den køligere overflade er hele 5.800°C varm. Disse temperaturer skabes af kerneprocesser. Hvert sekund forbruges omkring 6 milliarder tons brintkerner i Solens centrale område, hvor de i denne enorme stjernereaktor smeltes sammen til helium. Det giver en enorm effekt: 386 milliarder milliarder megawatt (3,86x10²⁶ W). Vi vender tilbage til kerneprocesserne mere detaljeret senere.

Her er et typisk billede af Solen. De mørke solpletter, der ses på Solens overflade, er køligere områder med temperaturer på omkring 3800°C. En solplet kan være 2-3 gange så stor som Jordens diameter (kilde: Royal Swedish Academy of Science).

Solpletter opstår, når Solens kraftige magnetfelt ‘kværner’ Solens overflade rundt, men præcis hvordan det sker, er endnu ikke fuldt forstået, og det er et stort forskningsområde for astronomerne.

Solsystemet består af Solen i centrum og 8 planeter, der bevæger sig i elliptiske baner omkring den. Solen er meget større end planeterne. Planeterne udgør tilsammen mindre end 0,15 % af solsystemets masse. Planeterne er kun synlige, fordi lyset fra Solen reflekteres fra deres overflade. De udsender ikke selv noget lys.
Der findes også mange mindre himmellegemer, som måner, der kredser om planeterne, asteroider og kometer. Jorden er den tredje planet fra Solen. De andre planeter er opkaldt efter græske og romerske guder og gudinder. Det er (regnet udad fra Solen)

Merkur, opkaldt efter den romerske gud for handel, rejser og tyveri.
Venus, opkaldt efter den romerske kærlighedsgudinde, fordi den lyser så klart på himlen
Jorden, der på engelsk bogstaveligt talt er opkaldt efter den jord eller muld, den indeholder. Den kaldes også ved sit latinske navn, Terra.
Mars, opkaldt efter den romerske krigsgud på grund af sin vrede røde farve.
Jupiter, opkaldt efter den romerske gud. Den er den største planet i solsystemet.
Saturn, opkaldt efter den romerske gud for landbrug. Kendt for sine smukke ringe.
Uranus, opkaldt efter den græske himmelgud. Den var den første planet, der blev opdaget med et teleskop, og
Neptun, efter den romerske havgud. Også kaldet ‘den blå kæmpe’. Den har 6 ringe.

Pluto blev regnet for en planet indtil 2006, hvor den blev omklassificeret til en dværgplanet. Der er 3 kriterier for at blive defineret som en planet. Objektet skal kredse om sin stjerne, have tilstrækkelig tyngdekraft til at være kugleformet og have tilstrækkelig masse til at rydde området omkring sin bane. Pluto opfyldte ikke det tredje kriterium.

Her ses en fotomontage af Solen og planeterne, der viser deres forskellige størrelser.
Fra venstre mod højre: Solens overflade, Merkur, Venus, Jorden, Mars, Jupiter med en måne, Saturn med sine ringe, Uranus og Neptun. Planeternes størrelser er i korrekt målestok, men afstandene mellem planeterne er ikke! (Kilde: Calvin J. Hamilton, solarviews.com)

Merkur, Venus, Jorden og Mars er alle stenplaneter. Men selvom de har det til fælles, er disse planeter på andre punkter enormt forskellige! Merkur har ingen atmosfære og ligner derfor i høj grad Månen, dækket af kratere fra utallige meteoritnedslag. Venus, den anden planet fra Solen, er den varmeste. Den har en gennemsnitlig overfladetemperatur på 464°C, både nat og dag. Det højeste bjerg i solsystemet er Olympus Mons på Mars. Det er omkring tre gange så højt som Mount Everest, det højeste bjerg på Jorden.
Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun er derimod gaskæmper. Jupiter er langt den største planet i solsystemet med mere masse end alle de andre planeter tilsammen. Den har 300 gange så stor masse som Jorden og over 60 måner. Saturn har 9 planetringe.

Den planet, der ligner Jorden mest, er Mars. Der er tegn på, at der tidligere har været vand på Mars. Formationer, der minder meget om kystlinjer, flodlejer og øer, tyder på, at store floder engang har præget planeten. Det er et uløst spørgsmål, hvor dette vand er blevet af. På grund af den mulige forekomst af vand, i det mindste i en fjern fortid, regnes Mars for at være en kandidat til at rumme (eller have rummet) liv uden for vores Jord. ExoMars var en europæisk ledet robotmission til Mars, udviklet af ESA (Den Europæiske Rumorganisation) og Roscosmos. Den blev opsendt i 2016 og har udsat flere forskellige instrumenter. Trace Gas Orbiter (TGO) skal kredse om Mars og lede efter metan, som kan vise, om der er eller har været liv på planeten. Et seks-hjulet, meget selvstændigt køretøj, udstyret med et kamera til at fotografere overfladen og et bor, der kunne bore 2m ned under overfladen for at tage jordprøver, styrtede desværre ned ved landingen.

I fortiden havde de fleste gamle civilisationer en eller anden model af universet, hvor Jorden lå stille lige i centrum. Egypterne så himlen som gudinden Nuts krop, hinduerne så himlen hvile på stødtænderne af en kæmpemæssig elefant, babylonierne så himlen som indersiden af en enorm glasklokke, og araberne så himlen som et kæmpemæssigt telt.

Ptolemæus (ca. 100 – 170 e.Kr.), en romersk borger, der levede i Egypten i det 2. århundrede e.Kr., var astronom, matematiker og geograf. Han indsamlede og systematiserede en enorm mængde astronomiske data og udviklede en model til at beskrive planeternes positioner, som han sammenfattede i sin bog “Den store matematiske sammenstilling”.

Hans model kaldes et geocentrisk system. I dette system mente man, at Jorden var universets centrum, og at Månen, planeterne og stjernerne kredsede om den i koncentriske sfærer. Universet var en endelig kugle, og uden for denne kugle var der intet. Denne model var almindeligt accepteret i over 1300 år.

Hovedpåstandene i hans teori er følgende:

1. Jorden står stille og befinder sig i systemets centrum.
2. Solen og Månen bevæger sig i cirkler. Jorden er centrum for disse bevægelser.
3. Hver af de andre planeter bevæger sig i en cirkel, hvis centrum kredser om Jorden.

I fortiden var idéen om, at Jorden var centrum for alting, dybt rodfæstet i alles bevidsthed, og det var svært at overbevise folk om noget andet. Der var dog nogle få radikale tænkere, helt tilbage i det 3. århundrede f.Kr., som mente noget andet. Aristarchos fra Samos (ca. 310 – 230 f.Kr.) mente, at Solen i virkeligheden var universets sande centrum. Dengang blev hans teori ikke accepteret, og der skulle gå over tusind år, før folk begyndte at overveje den.

Den polske astronom Nikolaus Kopernikus (1473 – 1543) troede heller ikke på den geocentriske model af universet. Kopernikus kom med en ny teori, der kaldes det heliocentriske system. Kopernikus’ teori om, at Solen er universets centrum, var den mest radikale videnskabelige opdagelse i første halvdel af det 16. århundrede og regnes ofte for at være udgangspunktet for hele den moderne videnskab. Kopernikus’ opdagelse førte til en fuldstændig revision af den viden om verden, der var bygget op omkring troen på, at Jorden var universets centrum. Nu måtte man acceptere, at Jorden ikke var andet end én planet blandt de andre.

I det heliocentriske system er Solen i centrum, og planeterne bevæger sig i baner omkring Solen. Det var dengang ekstremt svært at acceptere, fordi det syntes at stride mod den indlysende opfattelse, at Jorden måtte være centrum for alting.

Kopernikus lod håndskrifter, der beskrev hans teori, indgå i sit værk med titlen “De revolutionibus orbium coelestium libri vi” ("Seks bøger om himmelsfærernes omdrejninger"), men de blev først udgivet mange år senere, i 1543, det år han døde.
I begyndelsen havde han kun få trofaste tilhængere. Giordano Bruno (1548 – 1600) var en italiensk filosof og digter. Han var også en lidenskabelig tilhænger af Kopernikus’ teori. Han blev dømt for kætteri og fritænkeri af inkvisitionen, sad fængslet i 8 år og blev til sidst brændt på bålet for sin overbevisning.
Efterhånden begyndte forskerne den ene efter den anden at tage det nye system til sig. Men det var først 100 år efter Kopernikus’ død, at teorien blev fuldt accepteret. Siden da er hans teori naturligvis blevet bevist korrekt. Galilei og Kepler var to af de første forskere, der fandt beviser, der støttede det heliocentriske system.

Kepler fandt den matematiske beskrivelse af planeternes bevægelse omkring Solen. De såkaldte Keplers love blev fundet ved en grundig gennemgang af de astronomiske observationer af planeterne, som Tycho Brahe havde foretaget og nedskrevet. Disse love beskriver bevægelserne nøjagtigt i matematisk sprog.

De kan formuleres således:

1. Planeternes baner er ellipser med Solen i det ene brændpunkt.
2. Linjen fra planeten til Solen overstryger lige store arealer på lige lang tid, mens planeten bevæger sig rundt i ellipsen.
3. Kvadratet på en planets omløbstid om Solen er proportionalt med kuben på den halve storakse i dens elliptiske bane.

Figuren illustrerer Keplers love og viser, at en planets bane er en ellipse, og at planeten overstryger lige store arealer på lige lang tid (de orange arealer). Desuden vises ellipsens store og lille akse og brændpunkter samt det punkt i banen, der er tættest på Solen (perihelium), og det, der er længst fra Solen (aphelium).

Exoplaneter er planeter, der kredser om andre stjerner. Astronomerne bliver dygtigere og dygtigere til at finde dem, og pr. januar 2017 var omkring 3447 bekræftet. Det viser, at det er ganske almindeligt, at stjerner har planeter. Vi er allerede stødt på flere, der kan have egenskaber, der ligner Jordens. Hvis vi fandt en planet med samme størrelse, temperaturforhold og atmosfære som Jorden, kunne det tænkes, at planeten rummer liv.

Planeter udsender ikke deres eget lys, og det er det, der gør dem så svære at få øje på. Desuden er exoplaneter så langt væk, at de næsten er umulige at se, selv hvis vi vidste præcis, hvor vi skulle kigge. For at komme uden om det har astronomerne udtænkt snedige måder at se planeterne indirekte på ved hjælp af moderstjernen.

Hvis man for eksempel måler lyset fra en stjerne og opdager, at lyset svækkes med jævne mellemrum, kan det skyldes, at en planet passerer foran den. Denne metode virker dog kun, hvis planetens bane fører den gennem sigtelinjen fra Jorden, hvilket i mange tilfælde ikke vil ske. Man kan også finde planeter ud fra deres tyngdevirkning. Stjernens tyngdekraft tvinger planeterne ind i en bane omkring den, men tyngdekraften virker begge veje, og planetens tyngdekraft trækker også i stjernen. Det er ikke så tydeligt, fordi stjernerne er så meget større og derfor har en langt større tyngdekraft, men hvis man måler en stjernes position nøjagtigt nok, kan man måske se den ‘vakle’ på himlen, når planeten trækker i den. Astronomernes metoder er mest effektive, når planeterne er store, og derfor er de fleste af de planeter, vi har fundet indtil nu, store gasplaneter som Jupiter. Ved hjælp af stadig mere avancerede metoder har astronomerne dog allerede fundet adskillige dusin planeter, der ligner Jorden og befinder sig i deres stjerners beboelige zone.

Ikke alle planeter har måner. Merkur og Venus bevæger sig for eksempel alene rundt om Solen. Men nogle planeter har masser af dem. Jupiter har over 60 måner. Vores planet har kun én måne, og det er det eneste sted uden for Jorden, mennesker har besøgt. Astronomerne mener, at et objekt omtrent på størrelse med Mars stødte sammen med Jorden, og at Månen blev dannet af vragrester fra sammenstødet.

Denne fotomontage viser Jupiter med Den Røde Plet, en gigantisk og kompleks storm, der er omkring tre gange så stor som Jorden, med vindhastigheder på op til 450 km/t. I højre side af billedet ses de galilæiske måner (Io, Europa, Ganymedes og Callisto – oppefra og ned). I virkeligheden er Jupiter og månerne naturligvis meget længere fra hinanden end vist her.

Neil Armstrong blev det første menneske på Månen den 21. juli 1969, hvilket er en imponerende bedrift, når man tænker på, at Månen i gennemsnit er 384.400km væk. Månen bombarderes af en jævn regn af meteoroider, asteroider og kometer, ligesom de fleste planeter. Mens nedfaldende objekter fra rummet som regel brænder op i atmosfæren på Jorden, er Månen dækket af kratere, fordi den ikke har nogen atmosfære.

Den forslåede Måne har stor betydning for Jorden. Den styrer ikke kun tidevandet; den stabiliserer også Jorden og mindsker, hvor meget den vakler om sin akse. Uden Månen som vores anker ville vores klima være ekstremt ustabilt, og det ville mindske Jordens evne til at rumme liv.

Hvorfor kaldes Io, Europa, Ganymedes og Callisto for de “galilæiske måner”?

Galileo Galilei (1564 – 1642) var en italiensk fysiker, matematiker, astronom og filosof, som regnes for en yderst vigtig skikkelse i den videnskabelige revolution. Han hyldes ofte som ‘den moderne videnskabs fader’, fordi han var den første, der anvendte den “eksperimentelle videnskabelige metode”. Blandt hans mange bedrifter er konstruktionen af det første teleskop. Med dette teleskop observerede han den klareste ‘stjerne’ på himlen og fandt 4 små ‘stjerner’, der kredsede om den, usynlige for det blotte øje. Han indså hurtigt, at disse lysende objekter slet ikke var stjerner. Han observerede i virkeligheden Jupiter og havde opdaget dens 4 største måner. Månerne fik navnene Ganymedes, Io, Callisto og Europa, men samlet kendes de som Jupiters “galilæiske måner”.

Trods hans enorme bidrag til videnskaben brød den romersk-katolske kirke sig ikke om Galileis arbejde. I 1633 dømte inkvisitionen ham for kætteri. De tvang ham til offentligt at trække sin støtte til Kopernikus og det heliocentriske system tilbage og idømte ham livsvarigt fængsel. På grund af hans høje alder og dårlige helbred blev dommen dagen efter ændret, så han i stedet kunne afsone den i husarrest.

Europa er Jupiters mindste, men mest interessante måne, fordi den regnes for en kandidat til at rumme liv. Den er omkring en fjerdedel så stor som Jorden. Den er dækket af en isskorpe, under hvilken hele solsystemets største ocean findes. Man anslår, at dette ocean kan være op til 20 km dybt (på Jorden er det dybeste punkt i alle oceanerne kun omkring 11 km).

Selvom overfladetemperaturen på Europa i gennemsnit er -160°C, kan vulkaner, der skaber varme kilder på Europas havbund, skabe tilflugtssteder for liv. Den energi, vulkanerne har brug for, leveres enten af naturligt radioaktivt henfald (som på Jorden) i Europas klippeindre eller af tidevandseffekter fra den nærliggende Jupiter.

Dette billede, taget af Galileo-missionen, viser Europas isdækkede overflade (kilde: NASA/JPL/University of Arizona/University of Colorado, solarviews.com).

Svømmer der virkelig små alger (eller kæmpeblæksprutter!) i Europas ocean? Det ved vi endnu ikke. Svaret afhænger af de ukendte mekanismer bag selve livets oprindelse og af forholdene på Europa. En rummission til Jupiters måne kunne give flere spor. Et rumfartøj, der lander på Europas isdækkede overflade, kunne for eksempel lede efter organiske molekyler, der er dannet af liv i oceanet. Isen på Europa er for tyk til at bore igennem, men geologiske processer kan transportere stoffer fra oceanet op til overfladen, hvor en rumsonde kunne finde dem.

Europa har ikke kun noget, der ligner flydende vand; den har også en tynd iltatmosfære. Men trods vandet og ilten ville det stadig være ekstremt svært at leve på Europa. Overfladen modtager omkring 5400mSv (enheden for strålingsdosis, sievert, er defineret i kapitlet Fordele og risici) stråling fra Jupiter, en dødelig dosis for mennesker. Man ville være nødt til at bo under overfladen, hvor det er varmere. Men så er der også den meget mindre tyngdekraft, som er endnu en sundhedsrisiko for mennesker.

Der er ofte stor forvirring om betegnelserne, når det gælder de mindre objekter, der fra tid til anden suser hen over himlen. Så her er nogle definitioner:

Meteoroider er små sten i vores solsystem med en størrelse på under 10m. Hvis de når vores atmosfære, brænder de ofte op på grund af den varme, gnidningen skaber. Det danner en brændende stribe på himlen. Denne bane kaldes en meteor, men du kender den nok som ‘et stjerneskud’. Hvis meteoroiden ikke brænder helt op og overlever et sammenstød med Jorden, kaldes det stykke sten, der er tilbage, en meteorit. Man kan finde meteoritter over hele planeten, men især i Antarktis, da meteoritterne er lette at se på isen, og kulden beskytter dem mod geologisk omdannelse.

Asteroider er større. De kan være op til mange kilometer store. De fleste af dem findes i hovedasteroidebæltet, der kredser om Solen mellem Mars og Jupiter.

Kometer er mellem 1km og 20km lange og består hovedsageligt af is og støv. Derfor kaldes de nogle gange ‘beskidte snebolde’. De har ekstremt elliptiske baner og tilbringer derfor det meste af deres tid langt ude i solsystemet, uden for Pluto. Når de kommer tæt på Solen, bliver de dog opvarmet, og isen smelter og fordamper og efterlader en hale af gas. Man kan ofte se to haler på en komet. Den ene består af støv og viser kometens bevægelsesretning, og den anden vender altid væk fra Solen, da den består af gas, der rives af kometens overflade af solvinden.

Det øverste billede viser en meteorit, kaldet EETA 79001, der blev fundet på isen i Antarktis. Den stammer sandsynligvis fra Mars. Den viste terning har sider på 1cm. (Kilde: LPI/NASA). Det midterste billede viser en del af asteroiden Mathilde, der måler omkring 59 gange 47 km. Overfladen har mange store kratere (kilde: JHU/APL/NASA). Det tredje billede viser kometen West. Den tynde blå hale består af gasser, og den brede hvide hale består af mikroskopiske støvpartikler (kilde: John Laborde).

Disse små objekter af sten eller is støder ret jævnligt sammen med andre objekter i solsystemet. Det kan du sikkert se, hvis du kigger på et billede af alle kraterne på vores Måne eller på planeten Merkur. Heldigvis har vi noget, de ikke har. Jorden har en atmosfære.

Som regel er de objekter, der støder sammen med Jorden, små. Når de bevæger sig gennem atmosfæren, skaber gnidningen en masse varme, og objektet brænder op og går i opløsning. Nogle gange når et lille stykke måske igennem, men det rammer sandsynligvis jorden eller havet uden at skade nogen.

Meget sjældent rammer en stor asteroide eller komet dog planeten, og atmosfæren kan ikke beskytte os. Man mener for eksempel, at en asteroide på omkring 10km i diameter for 66 millioner år siden ramte Jorden i Mellemamerika og forårsagede jordskælv, enorme brande og gigantiske tsunamier. Nedslaget slyngede aske og affald op i luften, som skyggede for solen i månedsvis og sænkede temperaturen på hele kloden til frysepunktet. Man mener, at over to tredjedele af arterne på Jorden blev udryddet ved denne begivenhed, herunder dinosaurerne. Men selvom forskerne med sikkerhed ved, at denne asteroide ramte Jorden, er der også tegn på, at den måske kun var én af mange årsager til dinosaurernes uddøen. Fossilfundene viser, at antallet af dinosaurer allerede var faldende ret markant før nedslaget, og måske gav asteroiden dem blot dødsstødet.

Men hvad med os? Hvad ville der ske, hvis en asteroide ramte Jorden i dag?

Det ville mest afhænge af, hvor stor den var. Hvis den var på størrelse med et hus, kunne den jævne betonbygninger med jorden en kilometer fra nedslagsstedet. En asteroide med en diameter på en og en halv kilometer ville derimod forårsage langt større skader, ligesom den, der muligvis udslettede dinosaurerne. Men hvor skræmmende alt dette end kan virke, er risikoen for et sammenstød med en asteroide af den størrelse meget lille, måske én stor asteroide hvert 100. million år eller deromkring.

Man finder som regel ikke stjerner helt alene. En galakse er en samling af et enormt antal stjerner, der alle er bundet til hinanden af tyngdekraften. Der findes et utal af galakser. Nogle kaldes dværggalakser og indeholder omkring ti millioner stjerner, 500 gange mindre end vores egen galakse. Andre er ufatteligt store, 20 gange større end vores galakse, og indeholder bogstaveligt talt billioner af stjerner.

Trods denne enorme variation danner de fleste galakser lignende mønstre, så man kan ret let inddele galakserne i kategorier. Det mest anvendte klassifikationssystem blev opfundet af den amerikanske astronom Edwin Hubble i 1936. Hubble identificerede tre hovedtyper af galakser ud fra deres synlige udseende.

Elliptiske galakser er galakser, der har en nogenlunde elliptisk form og som regel består af ældre stjerner med lav masse, og hvor der dannes meget få nye stjerner.

Spiralgalakser er meget mere almindelige end elliptiske galakser. De består af en ret flad, roterende skive af stjerner, der som regel danner spiralstrukturer, og en central koncentration af stjerner, der kaldes bulen. Armene består typisk af yngre, varmere stjerner med en høj dannelsesrate for nye stjerner, mens den centrale bule rummer lidt ældre stjerner. Mange af disse galakser har en central bjælke af stjerner i midten

Linseformede galakser ligger et sted midt imellem. De har som regel skiver ligesom spiralgalakserne, men de er langt mindre veldefinerede, og der dannes færre nye stjerner. Det er, som om materialet i skiven simpelthen er blevet brugt op, og der kun er støv tilbage. De har også som regel meget større buler og indeholder meget ældre stjerner, mere ligesom de elliptiske galakser.

Hubble identificerede også en fjerde kategori: de irregulære galakser. Det er galakser, der ikke passer ind i de andre kategorier, fordi de ikke har en veldefineret form. Man mener, at det er galakser, der tidligere havde en veldefineret form, men er blevet forvrænget af tyngdekraften fra et andet stort objekt.

Vi befinder os i en galakse, der hedder Mælkevejen. Det er en spiralgalakse med omkring 200 - 400 milliarder stjerner, der strækker sig over 100 000 lysår. Vores Sol er blot én sådan stjerne i vores Mælkevej. Vores Sol er blot en af stjernerne i vores galakse og ligger omkring to tredjedele ude fra centrum i en af spiralarmene.

Da astronomerne opdagede dette, måtte det heliocentriske system tilpasses. Solen er tydeligvis ikke længere universets centrum. Man troede, at Mælkevejen var hele vores univers, indtil Edwin Hubble opdagede tusindvis af andre galakser.

Tegning af Mælkevejen, der viser dens spiralform med den omtrentlige placering af vores Sol (kilde: HEASARC/NASA)

Udtrykket Mælkevejen har to betydninger. På den ene side er det navnet på vores hjemgalakse, som beskrevet ovenfor. På den anden side er det det svage bånd, man kan se på nattehimlen. Ifølge den græske myte opstod Mælkevejen af mælk, som Hera spildte, da hun gav Herakles bryst.

Næsten alle de stjerner, man kan se på nattehimlen med det blotte øje, hører til vores galakse. Det svage bånd, der kaldes Mælkevejen, opstår, fordi vi kigger ind mod midten af vores galakse, mod bulen. Den højere koncentration af stjerner er det, der gør dette område så meget lysere.

Mælkevejen og nogle få kendte stjernebilleder (kilde: Fred Bruenjes)

Rummet mellem stjernerne er ikke tomt. Der findes enorme skyer af støv og gas. Det kaldes det interstellare medium, hvilket betyder stoffet mellem stjernerne.

Det interstellare medium er ekstremt tyndt efter jordiske forhold: Selv hvor det er tættest, er det endnu tommere end det bedste vakuum, vi kan fremstille på Jorden. Alligevel udgør den samlede masse af det interstellare medium omkring 10 gange massen af alle stjerner i vores Mælkevej, simpelthen fordi rummet mellem stjernerne er så enormt.

Den 25. august 2012 nåede Voyager 1 det interstellare medium som det første menneskeskabte objekt. Voyager 1 vil studere interstellart plasma og støv, indtil missionen slutter i 2025.

Billedet viser en enorm interstellar gas- og støvsky i Trifidtågen (kilde: Arizona State University)

Ligesom stjerner kan galakser også være bundet sammen af tyngdekraften. Hvis der er færre end 50 galakser, siger man, at galakserne er en del af en galaksegruppe. Vores galakse, Mælkevejen, er en del af Den Lokale Gruppe, som indeholder over 30 galakser. Den største galakse i gruppen (vi er nummer to) er Andromedagalaksen, som er stor nok til at kunne ses med det blotte øje som en sløret plet på den nordlige himmel.

Andromedagalaksen ligner vores galakse ret meget – samme spiralform – men har mange flere stjerner. Man anslår, at den rummer omkring en billion stjerner. Nyere undersøgelser tyder på, at Andromedagalaksen blev dannet ved et sammenstød mellem 2 mindre galakser for milliarder af år siden, og det vil sandsynligvis ske igen, da Mælkevejen og Andromedagalaksen bevæger sig mod hinanden med en hastighed på 500.000 km/t. Man mener, at vi vil støde sammen om omkring 4,5 milliarder år.

Ikke alle galakserne i gruppen ligner vores. To af de meget mindre galakser er satellitgalakser, der kredser om Mælkevejen, og de er kendt som Den Store og Den Lille Magellanske Sky.

Hvis der er mere end 50 galakser samlet, befinder de sig i det, der kaldes en galaksehob. Galaksehobe kan have tusindvis af galakser, der alle bevæger sig sammen. Nogle gange kan galaksehobe gå sammen og danne superhobe. Superhobe er så store, at de ikke længere er bundet af tyngdekraften. De kan danne enorme vægge af galakser, der strækker sig over hundreder af millioner lysår. En af disse ekstraordinære vægge kaldes Den Store Mur eller Coma-muren. Den måler 300 millioner gange 500 millioner lysår og er 15 millioner lysår tyk.

I astronomien er de nødvendige skalaer ofte ekstremt store, og derfor er der nogle gange brug for nye enheder. Et lysår angiver, hvor langt lyset kan bevæge sig på et år:

  1 lysår (ly) = 9,461 x 10¹⁵ m

En anden enhed er parsec:

  1 parsec (pc) = 3,26 lysår (ly)

Til meget store afstande bruger man normalt kiloparsec og megaparsec:

  1 kiloparsec (kpc) = 1 000 pc

  1 megaparsec (Mpc) = 1 000 000 pc

Man møder også astronomiske enheder (AE). 1 AE er middelafstanden mellem Jorden og Solen:

  1 AE = 149,6 x 10⁹ m
  1 AE = 4,8481 x 10^-6 pc
  1 AE = 15,813 x 10^-6 ly

Rummet er stort og fuldt af fascinerende objekter, der simpelthen ligger for langt væk til, at vi kan nå dem. Det meste af det, vi ved om universet, stammer derfor fra målinger af den stråling, objekterne udsender, for eksempel fotoner eller røntgenstråler.

Ud fra denne udstråling kan man blandt andet beregne, hvor stor en tyngdekraft det pågældende objekt skaber. I 1930'erne fandt en astronom ved navn Fritz Zwicky ud af, at Coma-galaksehoben tilsyneladende manglede masse. Galaksehoben havde langt mere tyngdekraft, end man kunne forklare. Vi kan se stjernerne med optiske teleskoper og den varme gas i galaksehoben med røntgenteleskoper og dermed beregne deres masse. Galaksehobens tyngdevirkninger var dog meget større end forventet, hvilket tydede på, at der var mere masse; masse, vi ikke kan se eller påvise. Det er det, der kom til at hedde ‘mørkt stof’.

Siden da er der foretaget omfattende undersøgelser af mørkt stof. Det ser ud til, at almindeligt stof – de atomer, som vores Jord, planeterne, stjernerne og det interstellare medium består af – kun kan forklare 4 % af massen i universet. Resten er uforklaret.

Da vi ikke kan påvise selve det mørke stof, finder vi det indirekte gennem stjernernes bevægelse i galakser og galaksernes og støvets bevægelse i galaksehobe. Vi ved ikke, hvad mørkt stof består af, men der er mange teorier og eksperimenter, der arbejder på at finde ud af det. Nogle forskere mener for eksempel, at mørkt stof består af sorte huller, der blev skabt ved Big Bang, eller af brune dværge, små kolde stjerner, der er for små til at forbrænde brint til helium. Den mest almindeligt accepterede teori er dog, at mørkt stof består af endnu ikke opdagede elementarpartikler, der kaldes WIMP'er (Weakly Interacting Massive Particles – svagt vekselvirkende massive partikler). Et af de eksperimenter, der er designet til at lede efter WIMP'er, hedder DRIFT og ligger 1100m under jorden i Boulby-minen i North Yorkshire i Storbritannien.