De James Webb-ruimtetelescoop (JWST) , gepland voor lancering in 2021, wordt aangekondigd als de opvolger van de Hubble-ruimtetelescoop. In tegenstelling tot Hubble, die in een baan om de aarde draaide, zal de JWST in een baan om de zon draaien op een afstand van ongeveer 1,5 miljoen kilometer van de aarde, een locatie die bekend staat als het tweede Lagrangepunt (L2). Deze positie heeft het voordeel dat de thermische stralingsruis van de aarde en de zon wordt geminimaliseerd, waardoor de JWST bij veel lagere temperaturen kan werken, wat van cruciaal belang is voor het waarnemen van infraroodstraling.

De JWST is voornamelijk ontworpen voor infraroodwaarnemingen, een significante afwijking van Hubble’s focus op optische en ultraviolette waarnemingen. Infraroodstraling heeft veel langere golflengten dan zichtbaar licht, dus de JWST kan door kosmisch stof naar gebieden kijken die verborgen zijn voor de blik van Hubble.

Een van de meest opwindende wetenschappelijke doelstellingen van de JWST is het bestuderen van de vroegste sterrenstelsels die zich in het heelal hebben gevormd .

Volgens de huidige kennis van het heelal ontstonden de eerste sterrenstelsels tijdens een periode die bekend staat als de kosmische dageraad, die ongeveer 1 miljard jaar na de oerknal plaatsvond. Deze vroege sterrenstelsels zijn ongelooflijk zwak en tot nu toe zijn er slechts een paar door Hubble gedetecteerd. De JWST zal deze sterrenstelsels veel gemakkelijker kunnen detecteren en er wordt verwacht dat hij een grote populatie van deze objecten zal ontdekken.

Het bestuderen van deze vroege sterrenstelsels zal waardevolle inzichten opleveren in het vroege heelal. De JWST zal bijvoorbeeld de snelheid van stervorming in deze sterrenstelsels kunnen meten en bepalen hoe deze in de loop van de tijd evolueren. Het zal ook de chemische samenstelling van deze sterrenstelsels kunnen bestuderen en meer te weten kunnen komen over de eerste sterren die in het heelal zijn gevormd.

De JWST is een enorm ambitieus project, en de bouw en lancering ervan werden geteisterd door veel vertragingen en kostenoverschrijdingen. Als het deze uitdagingen echter met succes kan overwinnen, belooft het een revolutie teweeg te brengen in ons begrip van het vroege heelal en inzicht te verschaffen in de geboorte en evolutie van de eerste sterrenstelsels.

Hier zijn enkele specifieke voorbeelden van de wetenschap die de JWST kan doen met betrekking tot vroege sterrenstelsels:

1. Detecteer de eerste sterren: De JWST zal in staat zijn de eerste sterren te detecteren die zich in het heelal hebben gevormd en waarvan wordt verwacht dat ze extreem massief en lichtgevend zijn geweest. Deze sterren zijn mogelijk verantwoordelijk geweest voor de reïonisatie van het heelal, die vermoedelijk ongeveer 400.000 jaar na de oerknal heeft plaatsgevonden.

2. Bestudeer de vorming van de eerste sterrenstelsels: Het JWST zal kunnen bestuderen hoe de eerste sterrenstelsels in de loop van de tijd zijn ontstaan ​​en geëvolueerd. Het zal in staat zijn de groei van deze sterrenstelsels te meten en de processen te bepalen die hun vorming hebben veroorzaakt. De JWST zal ook de interacties tussen sterrenstelsels kunnen bestuderen en hoe ze samensmelten om grotere structuren te vormen.

3. Leer meer over de chemische samenstelling van het vroege heelal: Het JWST zal de chemische samenstelling van het vroege heelal kunnen bestuderen door de overvloed aan verschillende elementen in de eerste sterren en sterrenstelsels te meten. Deze informatie zal ons helpen begrijpen hoe de elementen werden gevormd en hoe ze door het heelal werden verspreid.

4. Zoeken naar tekenen van leven buiten de aarde: De JWST zal naar tekenen van leven buiten de aarde kunnen zoeken door de atmosferen van planeten in een baan om andere sterren te bestuderen. Het zal in deze atmosferen moleculen kunnen detecteren die essentieel zijn voor het leven, zoals water, zuurstof en methaan. De JWST zal ook kunnen zoeken naar exoplaneten in de bewoonbare zones van hun sterren, waar vloeibaar water aan het oppervlak zou kunnen voorkomen.