NASA is klaar voor een ander Apollo-moment met de lancering van zijn nieuwe James Webb Space Telescope al op 24 december, behoudens complicaties. Gefactureerd als de meest ambitieuze telescoop van NASA tot nu toe, is het doel om ons begrip van het universum fundamenteel te veranderen.

Licht heeft tijd nodig om te reizen. De dichtstbijzijnde ster bij de aarde is vier lichtjaar verwijderd, dus het beeld dat we ervan zien is eigenlijk vier jaar oud. Het nieuwe instrument van $ 10 miljard is zo krachtig dat het ons in staat zal stellen verder te kijken, in wezen om terug te kijken in de tijd om te zien hoe de eerste sterren en sterrenstelsels ontstonden. Het zal ons ook in staat stellen om in de atmosferen van exoplaneten te kijken - waarvan sommige potentieel bewoonbaar zijn - terwijl ze voor sterren passeren. Het licht dat door de atmosfeer filtert, laat veelbetekenende sporen achter van de atmosferische componenten.

Mercedes López-Morales, docent bij de afdeling Astronomie en astrofysicus bij het Center for Astrophysics | Harvard &Smithsonian, zullen een van de eerste onderzoekers zijn die de Webb gebruiken als onderdeel van een project om meer dan een dozijn kleine planeten te observeren tijdens de eerste cyclus van de telescoop. The Gazette sprak met López-Morales over de nieuwe telescoop, die is vernoemd naar de voormalige NASA-beheerder die het bureau door de Apollo-missies leidde, en waarom de wetenschappelijke gemeenschap zo enthousiast is. Het interview is bewerkt voor duidelijkheid en lengte.

Vraag en antwoord:Mercedes López-Morales

GAZETTE:Kun je iets vertellen over de missie van de Webb-telescoop?

LÓPEZ-MORALES:De James Webb-telescoop is de belangrijkste ruimtemissie ooit gebouwd. Het wordt beschouwd als de opvolger van de Hubble-ruimtetelescoop, die meer dan 30 jaar geleden werd gelanceerd en de manier waarop we begrijpen hoe het universum werkt bij ultraviolette, zichtbare en nabij-infrarode golflengten volledig heeft veranderd. In tegenstelling tot zichtbaar licht zijn ultraviolet en infrarood licht verborgen voor het menselijk oog, en we hebben speciale detectoren nodig om ze te zien. Ze bevatten de geheimen van oerstelsels en de chemische samenstelling van de ruimte, evenals nabijgelegen planeten. De mogelijkheden van de James Webb zullen ons verder brengen dan wat we met Hubble hebben geleerd door onze ogen verder te openen voor het infrarooduniversum. We kunnen bestuderen hoe het heelal er in het begin uitzag en bepalen wanneer de eerste sterrenstelsels en sterren zijn gevormd. We zullen ook in staat zijn om te bestuderen hoe en waar in onze melkweg sterren en planeten zich op dit moment vormen, en, voor de eerste keer, om te bestuderen waaruit de atmosferen van exoplaneten zijn gemaakt en hoe vergelijkbaar of verschillend de atmosferen van exoplaneten zijn van de atmosferen van planeten in ons eigen zonnestelsel.

GAZETTE:Wat maakt de Webb tot de meest ambitieuze ruimtesonde die NASA ooit heeft gebouwd?

LÓPEZ-MORALES:Een aantal dingen. NASA bouwt deze telescoop al 25 jaar. Het is moeilijk te zeggen, maar net als een marge, zou ik zeggen dat duizenden wetenschappers en ingenieurs eraan hebben gewerkt. Misschien wel de grootste reden is dat er veel technologische ontwikkelingen zijn die voor het eerst worden gebruikt op een ruimtetelescoop.

GAZETTE:Wat zijn er daarvan?

LÓPEZ-MORALES:Een van de meest spectaculaire is de hoofdspiegel met een diameter van 6,5 meter [meer dan 21 voet], waarmee het de grootste telescoopspiegel is die ooit in de ruimte is gelanceerd. Om het mogelijk te maken om zo'n grote spiegel in het draagraket te passen, moesten ingenieurs een geheel nieuwe manier bedenken om spiegels te bouwen. Ze splitsten ze in een aantal zeshoekige stukken, elk met zijn eigen specifieke vorm, zodat ze konden worden gevouwen voor lancering en eenmaal in de ruimte ontvouwen ze zich en klikken ze aan elkaar als stukjes van een puzzel in deze enorme en mooie spiegel beschilderd met een zeer dunne laag goud met in principe geen openingen tussen de stukken.

GAZETTE:De spiegel is een cruciaal onderdeel van deze telescoop?

LÓPEZ-MORALES:Ik vertel mensen altijd dat de spiegel als een emmer is. Hoe groter de bucket, hoe meer data je kunt verzamelen. Dat vertaalt zich in het zien en verzamelen van meer licht, zowel zichtbaar als niet-zo-zichtbaar. In principe kun je verder het heelal in en verder terug in de tijd.

GAZETTE:Wat verbaast je nog meer aan de telescoop?

LÓPEZ-MORALES:Ik zou zeggen de zonnekap. Er zijn twee belangrijke vereisten voor de telescoop om hoogwaardige waarnemingen te kunnen produceren. Het moet koud worden gehouden, bij een stabiele temperatuur van ongeveer min 200 graden Celsius [min 328 graden Fahrenheit], en er moet worden voorkomen dat het verblind wordt door zonlicht. De zonnekap zorgt voor deze vereisten door de telescoop af te schermen van het licht en de warmte van de zon.

Het is een technologisch meesterwerk. Het is gemaakt van vijf zeer dunne lagen bedekt met aluminium, zodat ze het licht van de zon weerkaatsen. Elke laag is als een zeil. Bij de lancering wordt het zonnescherm ingeklapt, op dezelfde manier als de spiegel van de telescoop, en eenmaal in de ruimte ontvouwt het zonnescherm zich tot een grootte van ongeveer een tennisbaan.

GAZETTE:Kun je iets vertellen over je werk met de telescoop tot nu toe en wat er gaat gebeuren?

LÓPEZ-MORALES:Een van mijn belangrijkste onderzoeksinteresses is het begrijpen van de atmosferen van exoplaneten, planeten die we nu al meer dan twee decennia rond nabije sterren hebben ontdekt. We hebben nu een paar duizend exoplaneten ontdekt, en met dat aantal kunnen we voor het eerst gaan onderzoeken hoe we een aantal vragen kunnen beantwoorden die voorheen niet konden worden beantwoord. Ik maak deel uit van teams die voor het eerst de atmosferen van een aantal exoplaneten in het infrarood zullen doorzoeken op zoek naar moleculaire soorten zoals methaan, ammoniak en koolstof-, magnesium- en silicaatverbindingen. Die kunnen we met de huidige telescopen, waaronder Hubble, niet detecteren. De aan- of afwezigheid van dergelijke chemische soorten zal uitwijzen of de planeten überhaupt een atmosfeer hebben, en zo ja, waar ze van gemaakt zijn en hoe ze zich verhouden tot de samenstelling van vergelijkbare planeten in het zonnestelsel.

GAZETTE:Wat is je grootste hoop voor deze telescoop?

LÓPEZ-MORALES:Ik hoop dat het ons helpt dingen te ontdekken waar we niet aan hadden gedacht, want dat is het aantal van de grote doorbraken in de wetenschap. Je opent een nieuw venster en ontdekt dat daar veel nieuwe informatie staat waar we nog niet aan hadden gedacht. Ik hoop ook dat de ontdekkingen jongere generaties zullen inspireren op dezelfde manier als de Hubble-beelden velen van ons inspireerden die nu wetenschappers en ingenieurs zijn.