NASA har nogle store forhåbninger til James Webb-rumteleskopet, der afsluttede den "kolde" fase af sin konstruktion i slutningen af november 2016. Resultatet af 20 års teknik og konstruktion, dette teleskop ses som Hubbles naturlige efterfølger. Når det er installeret i oktober 2018, bruger det et 6,5 meter (21 ft 4 in) primært spejl til at undersøge universet i de synlige, nær-infrarøde og midt-infrarøde bølgelængder.
Alt i alt vil JWST være 100 gange mere magtfuld end sin forgænger og vil være i stand til at se over 13 milliarder år i tide. For at ære færdiggørelsen af teleskopet samarbejdede Northrop Grumman - virksomheden, som NASA havde bygget for at bygge det - og Crazy Boat Pictures, for at producere en kort film om det. Titlen "Into the Unknown - Historien om NASAs James Webb-rumteleskop", videoen kroniserer projektet fra start til færdiggørelse.
Filmen (som du kan se i bunden af siden) viser konstruktionen af teleskopets store spejle, dens instrumentpakke og dens rammer. Det indeholder også samtaler med de involverede forskere og ingeniører og nogle fantastiske visuals. Ud over at detaljere skabelsesprocessen, dykker filmen også ind i teleskopets mission og alle de kosmologiske spørgsmål, den vil tage op.
Ved at tage fat på arten af James Webbs mission, hylder filmen også Hubble-rumteleskopet og dets mange resultater. I løbet af dets 26 års drift har det afsløret auroras, supernovaer og opdaget milliarder af stjerner, galakser og eksoplaneter, hvoraf nogle viste sig at kredses inden for deres stjernes respektive beboelseszoner.
Oven på dette blev Hubble brugt til at bestemme universets alder (13,8 milliarder år) og bekræftede eksistensen af det supermassive sorte hul (SMBH) - alias. Sagitarrius A * - i midten af vores galakse, for ikke at nævne mange andre. Det var også ansvarlig for at måle den hastighed, som universet ekspanderer til - med andre ord, måling af Hubble-konstanten.
Dette spillede en central rolle i at hjælpe forskere med at udvikle teorien om Dark Energy, en af de mest dybe opdagelser, siden Edwin Hubble (teleskopets navnebror) foreslog, at universet var i en ekspansionstilstand tilbage i 1929. Så det siger sig selv indsættelsen af Hubble-rumteleskopet førte til nogle af de største opdagelser inden for moderne astronomi.
Når det er sagt, er Hubble stadig underlagt begrænsninger, som astronomer nu håber at skubbe forbi. For det første er dens instrumenter ikke i stand til at samle de fjerneste (og dermed dæmpeste) galakser i universet, som dateres til kun et par hundrede millioner år efter Big Bang. Selv med "The Deep Fields" -initiativet er Hubble stadig begrænset til at se tilbage til omkring en halv milliard år efter Big Bang.
Som Dr. John Mather, projektforsker for James Webb-teleskopet, fortalte Space Magazine via e-mail:
”Hubble viste os, at vi ikke kunne se de første galakser blive født, fordi de er for langt væk, for svage og for røde. JWST er større, koldere og observerer infrarødt lys for at se de første galakser. Hubble viste os, at der er et sort hul i midten af næsten enhver galakse. JWST vil se så langt tilbage i tiden som muligt for at se hvornår og hvordan det skete: dannede galaksen det sorte hul, eller voksede galaksen omkring et allerede eksisterende sort hul? Hubble viste os store skyer af glødende gas og støv, hvor stjerner fødes. JWST vil se gennem støvskyerne for at se selve stjernerne, som de dannes i skyen. Hubble viste os, at vi kan se nogle planeter omkring andre stjerner, og at vi kan få kemiske oplysninger om andre planeter, der tilfældigvis passerer direkte foran deres stjerner. JWST vil udvide dette til længere bølgelængder med et større teleskop med mulighed for at detektere vand på en super-jorden-exoplanet. Hubble viste os detaljer om planeter og asteroider tæt på hjemmet, og JWST vil se nærmere på, selvom det stadig er bedre at sende en besøgende robot, hvis vi kan. ”
Grundlæggende vil JWST kunne se længere tilbage til omkring 100 millioner år efter Big Bang, da de første stjerner og galakser blev født. Det er også designet til at fungere på L2 Lagrange Point, længere væk fra Jorden end Hubble - som var designet til at forblive i lav-jord bane. Dette betyder, at JWST udsættes for mindre termisk og optisk interferens fra Jorden og Månen, men vil også gøre det vanskeligere at servicere.
Med sine meget større sæt segmenterede spejle vil den observere universet, når det fanger lys fra de første galakser og stjerner. Dens ekstremt følsomme pakke med optik vil også være i stand til at indsamle information i langbølgelængden (orange-rød) og infrarøde bølgelængder med større nøjagtighed og måle rødskiftet fra fjerne galakser og endda hjælpe med i jagt på planter for ekstra sol.
Når monteringen af de vigtigste komponenter nu er færdig, vil teleskopet tilbringe de næste to år under test inden den planlagte lanceringsdato i oktober 2018. Disse vil omfatte stresstest, der udsætter teleskopet for de typer intense vibrationer, lyde og g kræfter (ti gange Jordens normale) vil den opleve inde i Ariane 5 raket der vil tage den ud i rummet.
Seks måneder før det er implementeret, planlægger NASA også at sende JWST til Johnson Space Center, hvor det vil blive udsat for de slags betingelser, det vil opleve i rummet. Dette vil bestå af forskere, der anbringer teleskopet i et kammer, hvor temperaturerne vil blive sænket til 53 K (-220 ° C; -370 ° F), hvilket vil simulere dets driftsbetingelser på L2 Lagrange Point.
Når alt dette er afsluttet, og JWST tjekker ud, vil det blive lanceret ombord på en Ariane 5 raket fra Arianespace's ELA-3-startpude i Fransk Guayana. Og takket være erfaringerne fra Hubble og opdaterede algoritmer vil teleskopet blive fokuseret og indsamle information kort efter det er lanceret. Og som Dr. Mather forklarede, de store kosmologiske spørgsmål, det forventes at tage op, er mange:
”Hvor kom vi fra? Big Bang gav os brint og helium spredt næsten ensartet over hele universet. Men noget, formodentlig tyngdekraft, stoppede udvidelsen af materialet og gjorde det til galakser og stjerner og sorte huller. JWST vil se på alle disse processer: hvordan blev de første lysende objekter dannet, og hvad var de? Hvordan og hvor dannede de sorte huller sig, og hvad gjorde de med de voksende galakser? Hvordan voksede galakserne sammen, og hvordan voksede galakser som Mælkevejen og udviklede deres smukke spiralstruktur? Hvor er den kosmiske mørke stof, og hvordan påvirker den almindelig stof? Hvor meget mørk energi er der, og hvordan ændrer den sig med tiden? ”
Naturligvis er NASA og det astronomiske samfund ret begejstrede for, at James Webb-teleskopet er færdig med konstruktionen, og kan ikke vente, indtil det er implementeret og begynder at sende data tilbage. Man kan kun forestille sig, hvilke slags ting det vil se dybt i det kosmiske felt. Men i mellemtiden skal du huske at tjekke filmen og se, hvordan denne indsats alle kom sammen:
