Wetenschap
Krediet:NASA, ESA, CSA en STScI/PA
Miljarden jaren geleden, lang voordat een wervelende wolk van gas en stof samensmolt om de zon te vormen, verliet het licht de vroegste sterren en begon aan een lange reis door de ruimte.
Sindsdien reist het licht en bestrijkt het biljoenen na biljoenen mijlen. Het raasde door sterrenstelsels en hun ontluikende sterren, waarvan sommige vergezeld gingen van planeten. En op een van deze evolueerde een soort met het vermogen om niet alleen te twijfelen aan wat er daarbuiten zou kunnen zijn, maar ook om hulpmiddelen te bouwen om te zien wat zijn eigen ogen niet konden zien.
Maandag kreeg de wereld voor het eerst een glimp van dat oude licht dankzij NASA's James Webb Space Telescope, het meest geavanceerde en ambitieuze meetinstrument voor de diepe ruimte dat tot nu toe is samengesteld.
Het is een momentopname van de diepe ruimte, het licht van ontelbare sterrenstelsels die rond een centraal punt wervelen als het licht dat wordt weggeslingerd door een discobal. Geflankeerd door president Joe Biden en vice-president Kamala Harris, onthulde NASA-beheerder Bill Nelson het beeld op een persconferentie in het Witte Huis.
"Als je een zandkorrel op het puntje van je vinger op armlengte houdt, is dat het deel van het universum dat je ziet - slechts een klein stipje van het universum," zei Nelson.
Webb is de opvolger van de Hubble-ruimtetelescoop, die het wetenschappelijke begrip van de uitgestrektheid van het universum heeft veranderd. Een van Hubble's beroemdste beelden, het eXtreme Deep Field, toont lichtvlekjes die zo'n 5.500 sterrenstelsels vertegenwoordigen, waarvan de zwakste ons in staat stellen om 13,2 miljard jaar terug in de tijd te kijken.
Webb stelt astronomen in staat in te zoomen op de zwakste vlekken van Hubble.
"Het is een emotioneel moment wanneer je ziet dat de natuur plotseling enkele van zijn geheimen prijsgeeft", zegt Thomas Zurbuchen, associate administrator voor NASA's Science Mission Directorate. "Het is geen beeld. Het is een nieuw wereldbeeld. Je zult zien dat de natuur geheimen prijsgeeft die er al vele, vele decennia, eeuwen, millennia zijn."
Webb kan, vrij letterlijk, sterrenstelsels ver, ver weg zien zoals ze lang, lang geleden waren - slechts een paar honderd miljoen jaar na de oerknal. Het onderschept licht in het infrarode deel van het spectrum, waarvan de golflengten te lang zijn om zichtbaar te zijn voor het menselijk oog.
Gebouwd in Northrop Grumman's Space Park in Redondo Beach, Californië, Webb gelanceerd op eerste kerstdag vanuit Frans-Guyana. De bestemming was L2, wetenschappelijke afkorting voor het tweede LaGrange-punt, ongeveer 930.000 mijl van de aarde. Het is een van de vijf plaatsen waar de zwaartekrachten van de zon en de aarde in evenwicht zijn, waardoor Webb op een vaste afstand van onze planeet kan blijven.
Het duurde bijna een maand voordat de telescoop daar was. Daarna ontvouwde de telescoop zich langzaam en doelbewust in de loop van twee weken.
Een ingewikkeld systeem van vergrendelingen, kabels en pinnen zorgde voor een zonnescherm met vijf lagen ter grootte van een tennisbaan. Toen dat eenmaal op zijn plaats was, zwaaiden de 18 zeshoekige spiegels van de telescoop op hun plaats, waardoor een honingraatachtige structuur van 21 voet breed ontstond. Het proces zou niet misstaan hebben in een aflevering van 'Transformers'. (Inderdaad, NASA heeft een korte video uitgebracht over Webb met Peter Cullen, de acteur die Optimus Prime uitte in de originele tekenfilm uit de jaren 80.)
Elke spiegel is gecoat met 100 nanometer goud om het vermogen om infrarood licht te reflecteren te verbeteren. De spiegels werden zorgvuldig uitgelijnd door te focussen op een ster met de logge naam 2MASS J17554042+6551277. De testafbeelding, die in maart voor het publiek werd vrijgegeven, toonde een schitterende ster die licht leek uit te stralen vanuit zes punten, een kenmerk van de zeshoekige spiegels van de telescoop.
Maar de achtergrond trok de aandacht van wetenschappers:achter de ster bevonden zich talloze lichtvlekjes, die elk een sterrenstelsel van miljarden jaren oud vertegenwoordigen.
Het was een prikkelende blik op de mogelijkheden van de telescoop.
Hubble, gelanceerd in 1990, heeft een ongekend inzicht gegeven in de kosmos gedurende zijn decennia van dienst. Zijn observaties hebben wetenschappers geholpen om de leeftijd van het universum en de snelheid van zijn expansie te bepalen, samen met het ontdekken van zwarte gaten, obscure manen en exoplaneten.
Maar Webb is exponentieel krachtiger. Zijn spiegel is zes keer groter dan die van Hubble, wat betekent dat hij veel meer licht kan opvangen en verder terug in de tijd kan kijken. Het heeft ook veel grotere mogelijkheden om infrarood licht te bestuderen.
Webb zou niet werken als Hubble was. De nieuwere telescoop is zoveel gevoeliger dat hij zou worden overspoeld door licht en warmte van de aarde, de maan en de zon. Maar de afstand betekent ook dat het te ver weg is om handmatig te worden gerepareerd door ruimtewandelende astronauten, zoals Hubble vijf keer heeft gedaan sinds de lancering.
Hubble was nog geen tien jaar in de lucht toen NASA begon te praten over de technologie die hem uiteindelijk zou vervangen. De bouw van de nieuwe telescoop, genoemd naar de tweede beheerder van NASA, begon in 2004 met een budget van $ 1 miljard en een beoogde lanceringsdatum van 2010.
Maar het budget en de tijdlijn breidden zich bijna net zo snel uit als het universum dat het moest verkennen.
Het team moest er niet alleen voor zorgen dat de materialen en technologieën op de telescoop goed zouden werken als ze eenmaal in de ruimte waren geschoten. In veel gevallen, gezien het baanbrekende karakter van het apparaat, moesten ze die materialen ook helemaal opnieuw uitvinden.
De gesegmenteerde cryogene spiegels, de vijflaagse zonnekap, de microluiken die infrarood licht opvangen - alles moest eerst worden bedacht en in het laboratorium worden getest voordat het werd vervaardigd voor gebruik op de telescoop.
De torenhoge kosten gingen ten koste van de budgetten voor andere NASA-projecten. In 2011 heeft het Congres een wetsvoorstel ingediend om het project volledig te vernietigen. Als een zo groot risico mislukt, "kan de vooruitgang van de astronomie met een generatie worden teruggedraaid", het tijdschrift Nature gewaarschuwd in een 2010. + Verder verkennen
© 2022 Los Angeles Times.
Verdeeld door Tribune Content Agency, LLC.
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com