Hoe de James Webb-ruimtetelescoop dit jaar de astronomie veranderde: NPR

De James Webb Space Telescope werd gelanceerd op 25 december 2021. De eerste beelden – zoals deze van de Carinanevel – deden onderzoekers schrikken.

NASA, ESA, CSA, STScI

Onderschrift verbergen

Onderschrift wisselen

NASA, ESA, CSA, STScI

De James Webb-ruimtetelescoop werd gelanceerd op 25 december 2021. De eerste beelden – zoals deze van de Carinanevel – deden onderzoekers schrikken.

NASA, ESA, CSA, STScI

Een jaar geleden begon de James Webb Space Telescope aan zijn reis door de ruimte.

“JWST werd op eerste kerstdag gelanceerd en toen was het een geschenk waarvan het zes maanden duurde om er vanaf te komen”, zegt Jane Rigby, een NASA-astronoom en operationeel projectwetenschapper.

De pijlers van de schepping werden voor het eerst in beeld gebracht door Hubble in 1995. Een webbeeld onthult talloze nieuw gevormde sterren die twinkelen tussen pilaren van gas en stof.

NASA, ESA, CSA, STScI

Onderschrift verbergen

Onderschrift wisselen

NASA, ESA, CSA, STScI

De pijlers van de schepping werden voor het eerst in beeld gebracht door Hubble in 1995. Een webbeeld onthult talloze nieuw gevormde sterren die twinkelen tussen pilaren van gas en stof.

NASA, ESA, CSA, STScI

Na een eerste kalibratieperiode begon de telescoop met het verzamelen van gegevens. De eerste resultaten verbaasden astronomen.

“Ik heb de gegevens gedownload, ik zit in mijn pyjama… Weet je, het is een pandemie, we werken allemaal vanuit huis”, zei Rigby. “Ik haalde die gegevens eruit en begon er gewoon doorheen te bladeren, er doorheen te stromen. En het was zo mooi.”

Slechts vijf maanden na zijn wetenschappelijke missie transformeert de telescoop de astronomie al. Met telescoopgereedschappen kon hij voorheen ongeziene planeten, sterren en sterrenstelsels vastleggen, zowel dichtbij als ver weg.

NPR sprak met drie astronomen in verschillende astronomische disciplines over hoe JWST onderzoek bevordert in hun vakgebied. Ze zijn het er allemaal over eens dat de JWST een game-changer is geweest en dat er nog veel baanbrekend onderzoek op komst is.

“Loop-systemen springen er gewoon uit en ze zijn geweldig”

JWST’s afbeeldingen van Neptunus behoren tot de helderste ringen van de planeet die in decennia zijn gemaakt. Het helderblauwe object is Triton, de grote bevroren maan van Neptunus.

NASA, ESA, CSA, STScI

Onderschrift verbergen

READ  NASA's Mars Insight-sonde krijgt nog een paar weken wetenschappelijke operaties

Onderschrift wisselen

NASA, ESA, CSA, STScI

JWST’s afbeeldingen van Neptunus behoren tot de helderste ringen van de planeet die in decennia zijn gemaakt. Het helderblauwe object is Triton, de grote bevroren maan van Neptunus.

NASA, ESA, CSA, STScI

Heidi Hamill is planetair astronoom en interdisciplinaire wetenschapper aan het JWST-project. Ze kwam in 2002 bij het team omdat ze de planeet Neptunus wilde bestuderen.

In september richtte JWST zijn spiegels op de ijsreus.

“Toen ik de afbeelding voor het eerst op het computerscherm zag, was ik erg emotioneel”, zei Hamill. “Eerst begon ik te huilen, en toen begon ik te schreeuwen en al mijn familieleden te roepen om naar deze foto te komen!”

Dit is het duidelijkste beeld van de ringen van Neptunus in decennia, gemaakt door JWST. Hier waargenomen op nabij-infrarode golflengten, lijkt Neptunus spookachtig wit in plaats van blauw.

NASA, ESA, CSA, STScI

Onderschrift verbergen

Onderschrift wisselen

NASA, ESA, CSA, STScI

Dit is het duidelijkste beeld van de ringen van Neptunus in decennia, gemaakt door JWST. Hier waargenomen op nabij-infrarode golflengten, lijkt Neptunus spookachtig wit in plaats van blauw.

NASA, ESA, CSA, STScI

Vóór JWST, zei Hamill, hadden astronomen het ringsysteem van Neptunus nooit duidelijk waargenomen. Het Voyager-ruimtevaartuig vloog in 1989 langs Neptunus, maar slaagde er alleen in de helderste delen van de ringen van de planeet vast te leggen.

JWST-instrumenten detecteerden lussen met een ongeëvenaarde helderheid.

“Boom! Loop Systems komen er meteen uit, en het is geweldig”, zei Hamill.

Alsof je uit de virtuele realiteit stapt in de echte wereld.

Buiten ons zonnestelsel heeft de JWST ook astronomen geholpen om de oudste en meest verre bekende sterrenstelsels te volgen.

“Ik kijk al vele jaren naar het simuleren van gegevens en probeer na te bootsen wat JWST zou zien. Dus toen ik de gegevens voor het eerst zag, was het alsof ik uit de virtuele realiteit stapte en de echte wereld binnenstapte”, zegt Brant Robertson, hoogleraar astronomie en astrofysica aan de Universiteit van Michigan, Californië, Santa Cruz.

Robertson maakt deel uit van het team onderzoekers dat de oudste sterrenstelsels heeft ontdekt die ooit zijn waargenomen. Met de instrumenten van JWST kon zijn team sterrenstelsels tot 13,4 miljard jaar oud identificeren – sterrenstelsels die minder dan 400 miljoen jaar na de oerknal zouden zijn gevormd, een heel klein deel van de leeftijd van het universum.

Honderden sterrenstelsels zijn zichtbaar in deze afbeelding, die nabij-infraroodkleuren combineert die zijn vastgelegd door de Webb-telescoop met die van Hubble.

READ  ISRO's Aditya-L1-satelliet heeft een afspraak met de zon

NASA, de European Space Agency, de Canadian Space Agency en een. Pagan (STScI) en R Jansen (ASU)

Onderschrift verbergen

Onderschrift wisselen

NASA, de European Space Agency, de Canadian Space Agency en een. Pagan (STScI) en R Jansen (ASU)

Honderden sterrenstelsels zijn zichtbaar in deze afbeelding, die nabij-infraroodkleuren combineert die zijn vastgelegd door de Webb-telescoop met die van Hubble.

NASA, de European Space Agency, de Canadian Space Agency en een. Pagan (STScI) en R Jansen (ASU)

“Door deze zeer vroege sterrenstelsels te vinden, kunnen we iets leren over onze eigen geschiedenis, over de geschiedenis van het universum in het algemeen, maar ook over ons thuis in het bijzonder”, zei Robertson.

Terwijl oudere telescopen zoals de Hubble astronomen een glimp gaven van wat daarbuiten was, zei Robertson, heeft de JWST het type wetenschap dat mogelijk is verbreed.

“Het is alsof je een boek opent waarvan je al zo lang het einde wilde weten, maar het lezen van die laatste alinea uitstelt,” zei Robertson, “en dan eindelijk het hele verhaal aan je onthuld zien.”

“Vrijwel alles wat we doen dat niet mogelijk was vóór deze telescoop.”

Jane Rigby, operationeel projectwetenschapper bij JWST, gebruikt de telescoop ook om verre sterrenstelsels te bestuderen.

Een natuurlijk voorkomend fenomeen dat zwaartekrachtlensing wordt genoemd, versterkt het licht van de sterrenstelsels die Rigby monitort. In combinatie met JWST kon ze door kosmisch stof snijden om te bestuderen hoe sterren in deze sterrenstelsels ontstaan.

Webb maakt een foto van de protoster, het begin van een nieuwe ster. De “zandloper” van stof- en gaswolken is alleen te zien in infrarood licht, de golflengten waarin Webb gespecialiseerd is.

NASA, ESA, CSA, STScI

Onderschrift verbergen

Onderschrift wisselen

NASA, ESA, CSA, STScI

Webb maakt een foto van de protoster, het begin van een nieuwe ster. De “zandloper” van stof- en gaswolken is alleen zichtbaar in infrarood licht, de golflengten waarin Webb gespecialiseerd is.

READ  De wereld van supergeleiders staat voor het onderzoek terwijl het papier wordt uitgetrokken

NASA, ESA, CSA, STScI

“Niet alles wat we doen was mogelijk vóór deze telescoop,” zei Rigby.

Rigby zei dat de Hubble-instrumenten het stof dat deze sterrenstelsels verduistert niet hebben kunnen zien. Bovendien stellen de instrumenten van JWST het in staat om de fysieke samenstelling van deze sterrenstelsels te bestuderen door middel van spectroscopie, een techniek die astronomen gewoonlijk gebruiken om de chemische samenstelling van objecten in de ruimte te bepalen.

“We bestuderen waar sterren worden gevormd in deze lensstelsels op manieren die lachwekkend genoeg niet mogelijk zijn met een andere telescoop”, zei Rigby.

JWST heeft al bewezen een geweldig hulpmiddel te zijn voor astronomen, zei Rigby, maar zijn grootste ontdekkingen moeten nog komen.

“We beginnen nog maar net deze stroom papieren te ontvangen die de ontdekkingen aankondigen”, zei ze. JWST wordt gebruikt om planeten in ons zonnestelsel te bestuderen, de atmosfeer van planeten in andere zonnestelsels, hoe sterren sterven, hoe sterrenstelsels evolueren en nog veel meer, zei Rigby.

In ongekend detail afgebeeld, verdrijft een stervende ster gas en stof. Afbeeldingen zoals deze van JWST zullen ons helpen om beter te begrijpen hoe sterren evolueren.

NASA, ESA, CSA, STScI

Onderschrift verbergen

Onderschrift wisselen

NASA, ESA, CSA, STScI

In ongekend detail afgebeeld, verdrijft een stervende ster gas en stof. Afbeeldingen zoals deze van JWST zullen ons helpen om beter te begrijpen hoe sterren evolueren.

NASA, ESA, CSA, STScI

En hoewel de JWST veel krachtiger is dan eerdere telescopen, zegt Rigby dat astronomen Hubble nog steeds kunnen gebruiken als aanvulling op JWST-waarnemingen.

“In veel opzichten is JWST gebouwd om de dingen te doen die Hubble niet kan, dus ze spelen heel goed samen”, zei Rigby. “De werper en aanvoerder van je honkbalteam doen verschillende dingen.”

Rigby zei dat de telescoop genoeg drijfgassen aan boord heeft om meer dan 20 jaar in de ruimte mee te gaan, dus het is mogelijk dat hij het minimum van zijn geplande missie van vijf jaar overschrijdt.

“Ik denk dat volgend jaar nog spannender wordt dan dit jaar”, zei Rigby.

Het zal tenslotte tijd kosten om de gegevens die zijn verzameld door de James Webb Space Telescope te onderzoeken en te zien hoeveel dit ons begrip van de vele mysteries van het universum zou kunnen veranderen.