BobNoah/Shutterstock / BESTE ACHTERGRONDEN/Shutterstock

Toen NASA in juli 2022 de eerste kleurenafbeeldingen van de James Webb Space Telescope (JWST) onthulde, werden zelfs doorgewinterde astronomen getroffen door hun schoonheid. Eén afbeelding – een verbluffend infraroodbeeld van de Carinanevel, een stervormingsgebied op 7500 lichtjaar afstand – sprak tot de verbeelding. “Dit is een kunstwerk”, merkte René Doyon, hoofdonderzoeker van de JWST-missie, op tijdens een NASA-persconferentie.

Het succes van JWST bouwt voort op de erfenis van de Hubble-ruimtetelescoop, gelanceerd in 1990. Hubble bracht een revolutie teweeg in onze kijk op het universum, door diepveldbeelden te leveren van verre sterrenstelsels, spectaculaire supernova's en nevels, en door te helpen de leeftijd en de uitdijingssnelheid van het universum te bepalen. De iconische foto's zijn nu ingebed in leerboeken, nieuwskoppen en laptopachtergronden over de hele wereld.

In plaats van Hubble te vervangen, werd JWST ontworpen om zijn bereik te vergroten. Terwijl Hubble zichtbaar en ultraviolet licht waarneemt, is JWST gespecialiseerd in infrarood, waardoor het door kosmisch stof kan kijken en zwakke signalen van de vroegste sterrenstelsels kan detecteren. Samen vormen ze een krachtig duo:Hubble kijkt ver; JWST kijkt diep.

De technologie die onze visie heeft veranderd

NASA/Getty Images

Hubble draait op een afstand van ongeveer 520 mijl rond de aarde, waardoor deze toegankelijk is voor reparaties. Hubble onderging beroemd een corrigerende optische upgrade na de aanvankelijke wazige beelden. JWST daarentegen opereert vanuit het tweede Lagrangepunt (L2), ongeveer 1 miljoen kilometer van de aarde, waar het kan ‘zweven’ met behulp van de gecombineerde zwaartekrachten van de zon en de aarde. Deze verre positie geeft JWST een onbelemmerd zicht op de kosmos, maar betekent ook dat reparatie onmogelijk zou zijn.

Het belangrijkste verschil tussen de twee telescopen is hun spectrale bereik. Hubble vangt ultraviolet, zichtbaar licht en een smalle band nabij-infraroodlicht (0,1–2,5 µm) op. JWST neemt voornamelijk waar in het infrarood, met een bereik van 0,6–28,5 µm. Omdat licht zich over grote afstanden uitstrekt (roodverschuiving), zenden sterrenstelsels uit het vroege heelal licht uit dat tegen de tijd dat het ons bereikt, naar het infrarood is verschoven. Hubble zou naar deze structuren kunnen verwijzen; JWST kan deze tot in detail oplossen.

Beide telescopen gebruiken gebogen spiegels in plaats van lenzen, maar hun ontwerpen verschillen. Hubble maakt gebruik van een Ritchey-Chrétien-systeem:een dieper gebogen spiegelset die een hoge helderheid over een breed veld oplevert. JWST maakt gebruik van een anastigmat-ontwerp met drie spiegels, met daarin een derde spiegel die ongekende details levert, zelfs vanuit de verste uithoeken van de ruimte.

Waarom beide telescopen belangrijk zijn en wat ons te wachten staat

Bill Ingalls/nasa/Getty Images

Samenwerking is essentieel, en Hubble en JWST zijn voorbeelden van complementaire ambities. De 2,4 meter lange hoofdspiegel van Hubble (≈8 ft) valt in het niet bij de 6,5 meter lange spiegel van JWST (≈21 ft), waardoor deze laatste veel zwakker licht kan verzamelen van dieper in de ruimte en verder terug in de tijd. Het grotere formaat van de JWST vereist ook een zonnekap ter grootte van een tennisbaan om de instrumenten koud te houden voor infraroodwaarnemingen.

Hubble blijft operationeel en observeert vaak dezelfde doelen als JWST op verschillende golflengten. Hoewel de nabij-infraroodcapaciteit van Hubble opmerkelijk is, gaf het ontwerp de voorkeur aan kortere golflengten. Het bredere infraroodbereik van JWST maakt het superieur voor het bestuderen van exoplaneten, koele bruine dwergen en sterrenstelsels die tot negen keer zwakker zijn dan de sterrenstelsels die door Hubble kunnen worden gedetecteerd.

Vooruitkijkend zal de Nancy Grace Roman Space Telescope, gepland voor lancering in 2027, deze lijn voortzetten. Ontworpen met een gezichtsveld dat 100 keer groter is dan dat van Hubble, zal het wetenschappers helpen donkere energie, exoplaneten en planetaire systemen in onze Melkweg te onderzoeken. Deze observatoria vertegenwoordigen het toppunt van menselijk vernuft, techniek en collaboratieve wetenschap. Ook al kunnen veel mensen de Melkweg niet met het blote oog zien, onze soort krijgt snel ongekende toegang tot het universum.