James Webb-rumteleskopet, en efterfølger af Hubble-rumteleskopet, er en erklæret prioritering af den canadiske regerings finansiering af astronomi. Andre projekter, siger astronomer, trues af budgetnedskæringer.
(Billede: © ESA)
NASAs James Webb-rumteleskop, der er planlagt til lancering i 2021, vil undersøge kosmos for at afsløre universets historie fra Big Bang til fremmed planetdannelse og videre. Det vil fokusere på fire hovedområder: første lys i universet, samling af galakser i det tidlige univers, fødsel af stjerner og protoplanetære systemer og planeter (inklusive livets oprindelse).
James Webb-rumteleskopet (JWST) starter på en Ariane 5-raket fra Fransk Guyana, hvorefter det tager 30 dage at flyve en million miles til dets permanente hjem: et Lagrange-punkt eller et tyngdepunkt stabilt sted i rummet. Det går i kredsløb omkring L2, et sted i rummet nær Jorden, der ligger modsat solen. Dette har været et populært sted for flere andre rumteleskoper, herunder Herschel-rumteleskopet og Planck-rumobservatoriet.
Det kraftfulde rumfartøj på 8,8 milliarder dollars forventes også at tage fantastiske fotos af himmelobjekter som dens forgænger Hubble-rumteleskopet. Heldigvis for astronomer forbliver Hubble-rumteleskopet ved godt helbred, og det er sandsynligt, at de to teleskoper vil arbejde sammen i JWST's første år. JWST vil også se på exoplaneter, som Kepler-rumteleskopet fandt, eller følge op på realtidsobservationer fra jordrummeteleskoper.
JWST videnskab
JWSTs videnskabsmandat er hovedsageligt fordelt på fire områder:
- Første lys og reionisering: Dette henviser til de tidlige stadier af universet, efter at Big Bang startede universet, som vi kender det i dag. I de første stadier efter Big Bang var universet et hav af partikler (såsom elektroner, protoner og neutroner), og lys var ikke synligt, før universet afkølet nok til, at disse partikler kunne begynde at kombinere. En anden ting, JWST vil undersøge, er, hvad der skete efter de første stjerner dannet; denne æra kaldes "epion for reionization", fordi den henviser til, når neutralt brint blev genioniseret (lavet til at have en elektrisk ladning igen) ved stråling fra disse første stjerner.
- Montering af galakser: At se på galakser er en nyttig måde at se, hvordan materien er organiseret i gigantiske skalaer, som igen giver os antydninger til, hvordan universet udviklede sig. De spiral- og elliptiske galakser, vi ser i dag, udviklede sig faktisk fra forskellige former over milliarder af år, og et af JWST's mål er at se tilbage på de tidligste galakser for bedre at forstå denne udvikling. Forskere forsøger også at finde ud af, hvordan vi fik den række galakser, der er synlige i dag, og de nuværende måder, galakser former og samler.
- Fødsel af stjerner og protoplanetære systemer: Eagle Nebula's "Pillars of Creation" er nogle af de mest berømte fødesteder for stjerner. Stjerner kommer til at være i gasskyer, og når stjernerne vokser, sprænger strålingstrykket, de udøver, den kokonerende gas (som kunne bruges igen til andre stjerner, hvis ikke for vidt spredt.) Det er imidlertid svært at se inde i gas. JWSTs infrarøde øjne vil være i stand til at se på varmekilder, inklusive stjerner, der fødes i disse kokoner.
- Planeter og livets oprindelse: I det sidste årti er der blevet opdaget et stort antal exoplaneter, herunder med NASAs planet-søgende Kepler-rumteleskop. JWSTs kraftfulde sensorer vil være i stand til at kigge efter disse planeter mere dybt, herunder (i nogle tilfælde) afbildning af deres atmosfærer. At forstå atmosfærerne og dannelsesbetingelserne for planeter kunne hjælpe videnskabsmænd med bedre at forudsige, om visse planeter er beboelige eller ikke.
Instrumenter om bord
JWST kommer udstyret med fire videnskabsinstrumenter.
- Næsten-infrarødt kamera (NIRCam): Leveret af University of Arizona, dette infrarøde kamera vil detektere lys fra stjerner i nærliggende galakser og stjerner inden for Mælkevejen. Den vil også søge efter lys fra stjerner og galakser, der dannede sig tidligt i universets liv. NIRCam er udstyret med koronafsnit, der kan blokere et lyst objekts lys, hvilket gør lysere objekter nær disse stjerner (som planeter) synlige.
- Næsten-infrarød spektrograf (NIRSpec): NIRSpec vil observere 100 objekter samtidigt og søge efter de første galakser, der dannedes efter Big Bang. NIRSpec blev leveret af Det Europæiske Rumorganisation med hjælp fra NASA's Goddard Space Flight Center.
- Midt-infrarødt instrument (MIRI): MIRI vil fremstille fantastiske rumfotos af fjerne himmelobjekter efter Hubbles tradition for astrofotografering. Spektrografen, der er en del af instrumentet, giver forskere mulighed for at samle flere fysiske detaljer om fjerne objekter i universet. MIRI vil detektere fjerne galakser, svage kometer, danne stjerner og genstande i Kuiper Belt. MIRI blev bygget af det europæiske konsortium med Det Europæiske Rumfartsagentur og NASAs Jet Propulsion Laboratory.
- Fin vejledningssensor / nær infrarød billedbehandler og spidsfri spektrograf (FGS / NIRISS): Dette canadiske Space Agency-bygget instrument er mere som to instrumenter i et. FGS-komponenten er ansvarlig for at holde JWST peget i nøjagtig den rigtige retning under dens videnskabelige undersøgelser. NIRISS vil omfatte kosmos til at finde underskrifter af det første lys i universet og søge og karakterisere fremmede planeter.
Teleskopet har også en solskærm på tennisbanestørrelse og et 6,5 meter spejl - det største spejl nogensinde lanceret i rummet. Disse komponenter vil ikke passe ind i raketten, der lancerer JWST, så begge springer ud, når teleskopet er i rummet.
JWST historie
James Webb manden
JWST er opkaldt efter den tidligere NASA-chef James Webb. Webb tog ledelsen af rumfartsagenturet fra 1961 til 1968 og trak sig tilbage kun få måneder før NASA satte den første mand på månen.
Selvom Webbs mandatperiode som NASA-administrator er mest forbundet med Apollo-måneprogrammet, betragtes han også som en førende inden for rumvidenskab. Selv i en tid med stor politisk uro satte Webb NASAs videnskabelige mål og skrev, at lancering af et stort rumteleskop skulle være et centralt mål for rumfartsagenturet. [Se fotos af JWST, Hubbles efterfølger]
NASA lancerede mere end 75 rumvidenskabelige missioner under Webbs vejledning. De omfattede missioner, der studerede solen, stjerner og galakser såvel som rum direkte over Jordens atmosfære.
Yderligere rapportering fra Miriam Kramer, Space.com-medarbejderforfatter.
