Exact een jaar geleden brachten astronomen de eerste wetenschappelijke beelden uit, gemaakt met de James Webb-telescoop, die bij veel mensen voor euforie zorgden.
De volgende maanden brachten ook revolutionaire foto's van de lucht, die stuk voor stuk de grenzen van onze kennis van de astronomie verlegden en ons begrip van het universum verrijkten.
Krijgt u niet de indruk dat we langzamerhand steeds minder over de Hubble-telescoop spreken, en vooral nieuwe berichten ontvangen die verband houden met de waarnemingen van James Webb? Dit is slechts een impressie. Maar het feit is dat de Hubble-ruimtetelescoop foto's maakte met niet de beste resolutie, en soms ronduit wazig, dus de iconische foto's (de Kielnevel, de Pijlers van de Schepping, het stervormingsgebied in de Kleine Magelhaense Wolk) zullen nu veel beter. De tijd is immers aangebroken voor geheel nieuwe projecten, ook voor waarnemingen in de diepte ruimte. Daarom kan men eindeloos schrijven over het werk van de telescoop van James Webb. Dit betekent natuurlijk niet dat Hubble er niet meer is, hij werkt nog steeds dapper in de ruimte, maar het is tijd voor zijn opvolger.
We herinneren ons allemaal de foto van de telescoop van James Webb in de grondkamer met het zonnevizier uitgeklapt, waarvan de effectiviteit afhangt van zijn positie in een baan rond het L2-punt. En nu is hij ergens in de diepten van het universum de kosmos aan het bestuderen en interessante objecten aan het fotograferen.
Lees ook: Teleportatie vanuit een wetenschappelijk oogpunt en zijn toekomst
Binnenkort verschijnen er nieuwe ruimtetelescopen, maar de Webb blijft de beste
Webb (officieel JWST of James Webb Space Telescope) zal over een paar maanden een andere metgezel ontvangen in een nabijgelegen baan rond L2, 1,5 miljoen kilometer van de aarde - de Euclid-telescoop voor een grootschalig onderzoek van de hemel, die zal zoeken naar tekenen van het bestaan van donkere energie en donkere materie Een paar jaar later zal de Euclid-telescoop worden vergezeld door een andere telescoop - Nancy Grace Roman (Nancy Grace Roman - Hubble's tweelingbroer), die in een baan om de aarde zal komen. Het is echter de James Webb die lang de grootste ruimtetelescoop zal blijven, met het beste vermogen om de details van zowel de dichtstbijzijnde kosmos (het zonnestelsel) als de verste uithoeken van het universum te bekijken.
Later dit jaar zal er weer een speciale verjaardag zijn - 30 jaar sinds Hubble's "oogchirurgie", de installatie van een instrument dat het wazige beeld corrigeert dat wordt veroorzaakt door een onjuist gepolijste spiegel. Dit gebeurde in december 1993, meer dan drie jaar nadat deze telescoop in een baan om de aarde was gelanceerd.
De telescoop van James Webb had dergelijke problemen niet en de prestaties van zijn instrumenten overtroffen de stoutste verwachtingen van astronomen. Ja, wetenschappers en ingenieurs hebben een jaar de tijd gehad om enkele eerste stressmomenten door te maken, aangezien sommige elementen met betrekking tot het MIRI-instrument voor waarnemingen in het midden-infraroodbereik twee keer faalden (in de zomer van 2022 en in het voorjaar van 2023). Zoals het NIRISS-instrument (winter 2023), waarvan de problemen werden veroorzaakt door kosmische straling.
Desalniettemin heeft de investering in James Webb zich goed uitbetaald. De telescoop kostte volgens officiële gegevens 10 miljard dollar. Dit bedrag is bijvoorbeeld te vergelijken met 13 miljard dollar, wat de bouw kost van het modernste vliegdekschip in de Amerikaanse vloot - USS Gerald R. Ford. Het is geen perfecte vergelijking, maar het laat zien hoe de waarde van geld verschilt in astronomie en militaire technologie.
Lees ook:
- De rode planeet observeren: een geschiedenis van Martiaanse illusies
- Bemande ruimtemissies: waarom is terugkeer naar de aarde nog steeds een probleem?
Wat hebben 12 maanden telescoopwaarnemingen opgeleverd?
U kunt meer lezen over de telescoop, hoe deze is gebouwd, zijn geheimen, controverses met betrekking tot de naam in onze eerdere teksten. Maar het is tijd om de resultaten van het jaar van waarnemingen samen te vatten, de meest interessante ontdekkingen te belichten en hun impact op de astronomie te laten zien.
De voordelen die Webb astronomen gaf, zijn de mogelijkheid om reeds bekende objecten met een nog hogere resolutie te zien en om te zien wat eerder aan onze aandacht ontsnapte. Astronomen hebben dus veel gegevens ontvangen waarmee ze bestaande theorieën kunnen verbeteren of nieuwe kunnen creëren. Hoewel het heel triviaal klinkt, vereisten de prestaties van Webb de medewerking van ingenieurs en wetenschappers van over de hele wereld.
Hieronder presenteren we een verzameling van de meest interessante afbeeldingen van telescoop James Webb, ontving tot nu toe in 12 maanden aan observaties.
Ook interessant: Terraforming Mars: kan de rode planeet veranderen in een nieuwe aarde?
Wat doet Webb onderzoek? Van de dichtstbijzijnde asteroïden tot het verste zwarte gat
De eerste vergelijkende waarnemingen toonden de waarde aan om de kosmos tegelijkertijd in het nabij-infraroodbereik en in het midden-infraroodbereik te kunnen zien, waar je veel koudere, nauwelijks zichtbare structuren kunt zien. We hebben het niet alleen over de iconische pijlers van de schepping, maar ook over het observeren van de objecten van het zonnestelsel. De James Webb-telescoop heeft Jupiter en Saturnus al verkend en heeft de beste beelden opgeleverd van de stofringen van Neptunus, evenals Uranus en zijn vele manen. Hoe de Webb-telescoop Uranus en zijn ringen zag, is te zien in de uitgebreide afbeelding met de grootste satellieten gemarkeerd:
Naast de planeten richtte de James Webb-telescoop zich ook op de manen van Saturnus, inclusief het oppervlak en de wolken van Titan en ijzige Enceladus, waar emissies van ijs, waterdamp en organische verbindingen waaruit het thorium rond de planeet bestaat opmerkelijk goed werden waargenomen.
Webb stond wetenschappers ook toe om de DART-sonde afgelopen herfst te zien botsen met de asteroïde Dimorphos, en dit jaar hielp het bestaan van een bijzonder zeldzame categorie kometen te bevestigen die afkomstig was van de asteroïdengordel tussen Mars en Jupiter. De kleinste asteroïden die Webb in die regio heeft waargenomen, hebben een diameter van ongeveer 100 m.
We waren geïnteresseerd in de waarneming van Comet Read door de Webb-telescoop. Het is erg interessant voor astronomen omdat het water bevat. Hoewel dat niet zo zou moeten zijn, gezien de baan van de komeet in de asteroïdengordel, die veel dichter bij de zon staat dan de banen van kometen voorbij Neptunus. Er zijn visualisaties en conclusies in de media die nog indrukwekkender zijn, maar astronomen zijn blij met een diagram zoals op de foto hierboven.
Astronomen richtten de telescoop ook op planeten buiten ons zonnestelsel. In januari ontdekte de Webb-telescoop de eerste dergelijke planeet, die lijkt op de aarde, hoewel hij rond zijn zon draait in een zeer smalle baan met een periode van twee dagen. Met infraroodwaarnemingen kon James Webb de temperatuur op het oppervlak van de rotsachtige planeet Trappist-1b meten en observeerde hij de stofschijf rond de jonge ster AU Microscopii, die dynamische evolutie ondergaat na planeetvorming. Elk van deze waarnemingen heeft de beste gegevensresolutie. De spectroscopen van Webb ontdekten ook ongebruikelijke planetaire atmosferen, zoals de silicaatatmosfeer rond de planeet VHS 1256b.
De moleculaire wolk Chamaeleon I ziet er indrukwekkend uit op de foto:
Wat betreft de sterren, de Webb-telescoop kan gebieden bereiken waar zich in de toekomst jonge sterren zullen vormen, zoals de moleculaire wolk Chamaeleon I, waar ijs is gedetecteerd, evenals tal van complexe organische verbindingen die wijzen op de vorming van planeten rond sterren, wat in de toekomst het begin kan zijn van een ontwikkeld leven. In de Orionnevel, op 1350 lichtjaar afstand, ontdekte de James Webb-telescoop de meest complexe verbinding, het methylkation, het startpunt voor de vorming van complexe vormen van koolstof.
Zo ziet het gebied van de Orionnevel eruit, waar spectroscopisten het meest complexe koolstofhoudende deeltje hebben ontdekt dat buiten het zonnestelsel bekend is. Afbeeldingen van NIRCam (nabij-infrarood) en MIRI (midden-infrarood):
Naast het observeren van de vroege stadia van stervorming, zoals L1527, observeerde de Webb-telescoop ook de laatste stadia van het leven van sterren, zoals de massieve en hete Wolf-Rayet 124, die in de toekomst een supernova zal worden. In beide gevallen werden eerder onzichtbare details van deze objecten vastgelegd.
Kijk maar eens naar deze prachtige foto's, waar links de formatie is, de geboorte van een ster, en rechts de laatste fase van het leven van een oude ster:
Dankzij het mid-infrarood instrument van MIRI zijn tussen de vele prachtige beelden ook de overblijfselen te zien van de supernova Cassiopeia A. Hoewel ze al vele malen eerder zijn gezien, was het de Webb-telescoop die veel duidelijkere beelden opleverde. En dit zal het mogelijk maken om meer te begrijpen over de processen die leiden tot supernova-explosies, omdat ze materie vormen die vergelijkbaar is met die waaruit de aarde ooit is gevormd.
Zie hoe de telescoop Cassiopeia A zag. Overigens was het mogelijk om deze nevel te zien met MIRI's midden-infraroodcamera's.
Het zonnestelsel, de objecten van de Melkweg zijn het dichtstbijzijnde observatiegebied van de Webb-telescoop. Het afgelopen jaar heeft de telescoop ook andere, veel verder weg gelegen sterrenstelsels waargenomen, zoals Andromeda en de Magelhaense Wolken. En die waarin je duidelijk details kunt waarnemen, bijvoorbeeld stofbanen in het sterrenstelsel NGC 1433, dat 46 miljoen lichtjaar verwijderd is, en de evolutie van sterrenhopen kunt analyseren op basis van de waarnemingen. En degenen die zich op een afstand van miljarden lichtjaren van ons bevinden, waarvan alleen hun silhouetten en algemene samenstelling kunnen worden waargenomen.
De zeer scherpe foto's stellen ons in staat om details te zien van de stoffige structuur van sterrenstelsel NGC1433 in het midden-infraroodbereik. De afbeelding is gemaakt als onderdeel van het PHANGS-project (High Angular Resolution Physics in Near Galaxies).
Maar zelfs in het laatste geval is het bereik van Webb beter dan welk instrument dan ook dat momenteel voor ons beschikbaar is. Het is deze state-of-the-art tool waarmee we structuren kunnen laten zien die we nog niet eerder hebben gezien.
Deze omvatten clusters van sterrenstelsels die hun oorsprong vinden in het vroege heelal, jonge sterrenstelsels die net materiaal verzamelen van hun eerste supernova's, en de verst verwijderde en een van de vroegste sterrenstelsels in het universum (300-500 miljoen jaar na de oerknal). Dit zijn structuren waarin sterren intensief worden gevormd en die al bestonden toen intergalactische ruimtes werden gevuld met nog niet volledig geïoniseerde materie. Dit stadium, waarin het heelal langzaam transparant werd voor licht, nemen we waar op foto's genomen door de James Webb-telescoop.
Bij het observeren van deze meest verre objecten wordt Webb ook geholpen door de natuur, of beter gezegd, het fenomeen van lensing. Het meest perfecte voorbeeld hiervan is een afbeelding van de supercluster Pandora (of Abell 2744), die talloze lensstelsels bevatte toen het universum enkele honderden miljoenen jaren oud was. In vergelijking met de Hubble-telescoop kunnen beelden van de verre ruimte vanuit meer dan 50 lichtbronnen worden verkregen met een belichtingstijd van enkele uren in plaats van dagen. Dit is een enorme versnelling van waarneming.
De James Webb-telescoop legde de supercluster van het Pandora-stelsel vast op foto's. In het geval van zwaartekrachtlenzen is zelfs de kleinste toename in resolutie van onschatbare waarde voor het modelleren van het fenomeen en het schatten van de werkelijke afstand van de lensstelsels.
Door groepen van zulke vroege objecten te kunnen observeren, kon Webb de korrels van de kosmische structuur detecteren. Het bestaat uit clusters van sterrenstelsels die zich in de ruimte bevinden, gescheiden door holtes (in de praktijk zijn dit echter geen gebieden zonder materie). Deze studies worden uitgevoerd in het kader van het Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS)-project, dat het mogelijk maakte om het oudste zwarte gat te observeren, dat al 570 miljoen jaar na de vorming van ons universum bestaat.
Waarnemingen van verre zwarte gaten in de centra van sterrenstelsels worden gemaakt met behulp van micro-openingstechnologie, meerdere malen de dikte van een mensenhaar, die kan worden geopend en gesloten. Hierdoor kan Webb de spectra van maximaal 100 sterrenstelsels tegelijk observeren, waardoor het werk enorm wordt versneld en astronomen enorme hoeveelheden gegevens krijgen, waarvan een groot deel nog moet worden geanalyseerd.
Spectra van verschillende sterrenstelsels worden tegelijkertijd verkregen met behulp van microaperture-technologie. Het lijkt misschien niet erg interessant voor de amateur, maar astronomen zouden alleen al op basis van deze foto een heel boek kunnen schrijven.
Hieronder is een 290D-reis naar het Maisie-stelsel, dat bestond toen het universum nog maar 5000 miljoen jaar oud was. Het toont het verschil in de afstanden van maximaal 200 sterrenstelsels in het kleine deel van de hemel dat door CEERS wordt waargenomen. Als we van het dichtstbijzijnde sterrenstelsel naar Maisie gaan, gaan we XNUMX miljoen jaar terug in de tijd.
Ook interessant:
- De Europese Commissie is van plan een dataverwerkingscentrum in de ruimte te plaatsen
- China voltooit bouw van ruimtestation Tiangong
Jubileumfoto - Stervormingsgebied Rho Ophiuchi
"Op zijn eerste verjaardag heeft de James Webb-ruimtetelescoop zijn belofte vervuld om het universum te openen en de mensheid een fascinerende schat aan beelden en wetenschap te bieden die tientallen jaren zal meegaan", vatte Nicola Fox, NASA's hoofdwetenschapper, de eerste verjaardag samen. van de waarnemingen. En het is moeilijk om het niet eens te zijn met deze woorden.
Ter gelegenheid van zijn verjaardag fotografeerde de Webb-telescoop het stervormingsgebied Ro Ophiuchus, een van de helderste gebieden van de Melkweg. Veel sterren vormen zich net en zijn verborgen in de stofwolken die het oranjegele gebied van de afbeelding domineren. Behalve één die erin slaagde door het stof heen te schijnen, zijn de rest ongeveer 50 sterren die lijken op of kleiner zijn dan de zon.
Die sterren die op de een of andere manier zijn geboren, worden aan onze ogen onthuld op het moment dat ze, voor het eerst schijnend, de omringende materie beginnen te verspreiden.
Dit is te zien in de afbeelding in de vorm van rode en paarse stralen (strepen) van moleculaire waterstof die in twee richtingen uitstralen vanaf de locatie van de sterren. Dankzij de James Webb-telescoop is voor het eerst zo'n groot aantal overlappende jets in dit gebied waargenomen.
De Rho Ophiuchusnevel bevindt zich op 390 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Ophiuchus. Om het met amateurapparatuur te observeren, is fotografie met een lange belichtingstijd nodig, maar je kunt zonder camera proberen een ster in de buurt te vinden met dezelfde naam als de nevel. De helderheid is 4,6 magnitude. Dit betekent dat het ver weg van stadslichten goed zichtbaar is, zelfs met het blote oog. En zo niet met het blote oog, dan toch zeker met een verrekijker.
In moeilijkere omstandigheden moeten we het doen met waarnemingen van de ster Antares in het sterrenbeeld Schorpioen, die zich ook vlakbij in de nevel bevindt. De zomer is de beste tijd om deze objecten in Oekraïne te observeren, omdat ze dan laag boven de zuidelijke horizon zichtbaar zijn.
En de James Webb-telescoop vervolgt zijn reis door het universum en bestudeert nieuwe sterren, clusters en nevels. Hij zal in staat zijn om in het verleden van het universum te kijken, erachter te komen hoe sterren en planeten worden geboren, waardoor we de oorsprong van onze planeet Aarde beter kunnen begrijpen.
Ook interessant: