De James Webb-ruimtetelescoop, een opvolger van de Hubble-ruimtetelescoop, is een vastgestelde prioriteit van de Canadese astronomie-financiering. Andere projecten, zeggen astronomen, worden bedreigd door bezuinigingen.
(Afbeelding: © ESA)
NASA's James Webb-ruimtetelescoop, gepland voor lancering in 2021, zal de kosmos onderzoeken om de geschiedenis van het universum te ontdekken, van de oerknal tot de vorming van buitenaardse planeten en verder. Het zal zich concentreren op vier hoofdgebieden: eerste licht in het heelal, assemblage van sterrenstelsels in het vroege heelal, geboorte van sterren en protoplanetaire systemen en planeten (inclusief de oorsprong van het leven).
De James Webb-ruimtetelescoop (JWST) wordt gelanceerd op een Ariane 5-raket uit Frans-Guyana en heeft vervolgens 30 dagen nodig om een miljoen mijl te vliegen naar zijn vaste thuis: een Lagrange-punt of een door zwaartekracht stabiele locatie in de ruimte. Het zal rond L2 draaien, een plek in de ruimte nabij de aarde die tegenover de zon ligt. Dit was een populaire plek voor verschillende andere ruimtetelescopen, waaronder de Herschel-ruimtetelescoop en de Planck Space Observatory.
Het krachtige ruimtevaartuig van $ 8,8 miljard zal naar verwachting ook geweldige foto's maken van hemellichamen zoals zijn voorganger, de Hubble-ruimtetelescoop. Gelukkig voor astronomen blijft de Hubble-ruimtetelescoop in goede gezondheid en het is waarschijnlijk dat de twee telescopen de eerste jaren van JWST zullen samenwerken. JWST zal ook kijken naar exoplaneten die de Kepler-ruimtetelescoop heeft gevonden, of follow-up van realtime waarnemingen van grondruimtetelescopen.
JWST-wetenschap
Het wetenschappelijke mandaat van JWST is hoofdzakelijk verdeeld over vier gebieden:
- Eerste licht en reionisatie: Dit verwijst naar de vroege stadia van het universum nadat de oerknal het universum is begonnen zoals we dat nu kennen. In de eerste fasen na de oerknal was het universum een zee van deeltjes (zoals elektronen, protonen en neutronen) en was licht pas zichtbaar toen het universum voldoende was afgekoeld om deze deeltjes te laten combineren. Een ander ding dat JWST zal bestuderen, is wat er gebeurde nadat de eerste sterren waren gevormd; dit tijdperk wordt "het tijdperk van reionisatie" genoemd omdat het verwijst naar wanneer neutraal waterstof opnieuw werd geïoniseerd (gemaakt om weer een elektrische lading te krijgen) door straling van deze eerste sterren.
- Montage van sterrenstelsels: Kijken naar sterrenstelsels is een handige manier om te zien hoe materie op gigantische schaal is georganiseerd, wat ons op zijn beurt hints geeft over hoe het universum is geëvolueerd. De spiraalvormige en elliptische sterrenstelsels die we vandaag zien, zijn in de loop van miljarden jaren uit verschillende vormen geëvolueerd, en een van de doelen van JWST is om terug te kijken naar de vroegste sterrenstelsels om die evolutie beter te begrijpen. Wetenschappers proberen ook uit te zoeken hoe we de verscheidenheid aan sterrenstelsels hebben gekregen die vandaag zichtbaar zijn, en de huidige manieren waarop sterrenstelsels zich vormen en assembleren.
- Geboorte van sterren en protoplanetaire systemen: De "Pillars of Creation" van de Adelaarsnevel zijn enkele van de beroemdste geboorteplaatsen voor sterren. Sterren komen in gaswolken en naarmate de sterren groeien, blaast de stralingsdruk die ze uitoefenen het cocoongas weg (dat weer voor andere sterren zou kunnen worden gebruikt, als het niet te wijd verspreid is). Het is echter moeilijk te zien in de gas. De infraroodogen van JWST kunnen naar warmtebronnen kijken, inclusief sterren die in deze cocons worden geboren.
- Planeten en oorsprong van het leven: In het afgelopen decennium zijn enorme aantallen exoplaneten ontdekt, waaronder met NASA's planeetzoekende Kepler-ruimtetelescoop. De krachtige sensoren van JWST zullen in staat zijn om dieper op deze planeten te turen, inclusief (in sommige gevallen) het in beeld brengen van hun atmosfeer. Inzicht in de atmosfeer en de vormingsvoorwaarden voor planeten kan wetenschappers helpen beter te voorspellen of bepaalde planeten bewoonbaar zijn of niet.
Instrumenten aan boord
De JWST wordt uitgerust met vier wetenschappelijke instrumenten.
- Near-Infrared Camera (NIRCam): Deze infraroodcamera wordt geleverd door de Universiteit van Arizona en detecteert licht van sterren in nabijgelegen sterrenstelsels en sterren in de Melkweg. Het zal ook zoeken naar licht van sterren en sterrenstelsels die zich al vroeg in het leven van het universum hebben gevormd. NIRCam zal worden uitgerust met coronagrafen die het licht van een helder object kunnen blokkeren, waardoor donkere objecten in de buurt van die sterren (zoals planeten) zichtbaar worden.
- Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec): NIRSpec zal tegelijkertijd 100 objecten observeren, op zoek naar de eerste sterrenstelsels die zich na de oerknal hebben gevormd. NIRSpec werd geleverd door de European Space Agency met hulp van NASA's Goddard Space Flight Center.
- Mid-infraroodinstrument (MIRI): MIRI zal verbluffende ruimtefoto's maken van verre hemellichamen, in navolging van Hubble's traditie van astrofotografie. Met de spectrograaf die deel uitmaakt van het instrument, kunnen wetenschappers meer fysieke details verzamelen over verre objecten in het universum. MIRI zal verre sterrenstelsels, zwakke kometen detecteren, sterren en objecten vormen in de Kuipergordel. MIRI is gebouwd door het European Consortium met de European Space Agency en NASA's Jet Propulsion Laboratory.
- Fijngeleidingssensor / Near InfraRed Imager en Slitless Spectrograph (FGS / NIRISS): Dit door de Canadian Space Agency gebouwde instrument lijkt meer op twee instrumenten in één. De FGS-component zorgt ervoor dat de JWST tijdens wetenschappelijk onderzoek precies in de juiste richting wordt gericht. NIRISS zal de kosmos verkennen om handtekeningen van het eerste licht in het universum te vinden en buitenaardse planeten op te sporen en te karakteriseren.
De telescoop zal ook een zonnescherm ter grootte van een tennisbaan en een 21,3 voet (6,5 meter) spiegel bevatten - de grootste spiegel die ooit in de ruimte is gelanceerd. Die componenten passen niet in de raket die de JWST lanceert, dus beide zullen zich ontvouwen zodra de telescoop in de ruimte is.
JWST-geschiedenis
James Webb de man
De JWST is genoemd naar de voormalige NASA-chef James Webb. Webb nam de leiding over het ruimteagentschap van 1961 tot 1968 en trok zich een paar maanden terug voordat NASA de eerste man op de maan zette.
Hoewel Webb's ambtstermijn als NASA-beheerder het nauwst verbonden is met het Apollo-maanprogramma, wordt hij ook beschouwd als een leider in de ruimtevaartwetenschap. Zelfs in een tijd van grote politieke onrust, stelde Webb de wetenschappelijke doelstellingen van NASA vast en schreef dat het lanceren van een grote ruimtetelescoop een hoofddoel van het ruimteagentschap zou moeten zijn. [Zie foto's van JWST, de opvolger van Hubble]
NASA lanceerde meer dan 75 ruimtevaartmissies onder leiding van Webb. Ze omvatten missies die de zon, sterren en sterrenstelsels bestudeerden, evenals de ruimte direct boven de atmosfeer van de aarde.
Aanvullende rapportage door Miriam Kramer, stafschrijver van Space.com.
