Ventetiden er over. Det første vitenskapelige bildet fra NASAs James Webb-romteleskop har falt, og astronomer er fascinert. USAs president Joe Biden la ut det historiske bildet, som er det dypeste astronomiske bildet til nå av det fjerne universet, under en pressekonferanse i Det hvite hus mandag. NASA vil publisere flere bilder 12. juli.
Webb-teleskopet på 11 milliarder dollar har som mål å undersøke det tidlige universet
Det første bildet, tett bevoktet før avsløringen, viser frem teleskopets transformasjonsevner. Den viser tusenvis av fjerne galakser i stjernebildet Volans, svakere enn noen galakser som er sett før, på en himmelflekk som ikke er større enn den som er dekket av et sandkorn holdt på en armlengdes avstand.
Den viser “det eldste dokumenterte lyset i universets historie, fra over 13 milliarder – la meg si det igjen – for 13 milliarder år siden”, sa Biden da han la ut bildet. “Det er vanskelig å forstå i det hele tatt.”
“Jeg er bare overrasket,” sier Vivian U, en astronom ved University of California, Irvine. “Jeg panorerer bare gjennom bildet, finner ut hva alle flekker er og hvorfor de er der.”
Forskere forventer at Webb, det største teleskopet som noen gang er skutt ut i verdensrommet, å revolusjonere studiet av kosmos. Den første gruppen med bilder som skal frigis, inkludert dypfeltsbildet, er valgt ut til å omfatte alle observatoriets viktigste vitenskapelige mål: det tidlige universet, utviklingen av galakser og stjerner, og planeter utenfor solsystemet.
Et transformasjonsteleskop
I motsetning til Hubble-romteleskopet – et av de største og mest kjente romteleskopene – oppdager Webb hovedsakelig infrarøde bølgelengder. Ved å studere infrarødt lys kan det trenge gjennom støvskyene som skjuler nyfødte stjerner og kan se lenger inn i kosmos enn noen gang før. Webb “er ikke Hubble versjon 2 – det er egentlig et veldig annerledes teleskop”, sier Zolt Levay, en pensjonert astronom og bildeprosessor som jobbet i flere tiår med Hubble-bilder. “Det er usynlig lys vi ser på.”
Webb-teleskopet når sin endelige destinasjon langt fra jorden
Galakser som ligger veldig langt fra jorden kan bare sees ved infrarøde bølgelengder, fordi utvidelsen av universet har flyttet lyset deres ut av den synlige delen av det elektromagnetiske spekteret og inn i det infrarøde. Webbs første dypfeltsbilde viser denne effekten dramatisk rundt en klynge av galakser kjent som SMACS 0723, som ligger rundt 1,2 milliarder parsecs (4 milliarder lysår) fra Jorden. Klyngens tyngdekraft bøyer og forstørrer lyset til objekter bak den, slik at astronomer kan skimte ekstremt fjerne objekter.
“Det som fanger meg er de forvrengte galaksene,” sier Lisa Dang, en astronom ved McGill University i Montreal, Canada. “De ser ut som ingen andre galakser vi kjenner til.”
Webbs første bilde viser galakser som kan dateres mer enn 13 milliarder år tilbake, nesten helt til Big Bang som skapte universet for 13,8 milliarder år siden. Det minner om flere ikoniske dypfeltsbilder tatt av Hubble. Den første av dem, laget i løpet av ti dager i desember 1995, avslørte at det som så ut som en tom flekk med himmel, var oversådd med tusenvis av tidligere usynlige galakser. Webbs første bilde tok bare 12,5 timer å kompilere, sammenlignet med ukene det tok Hubble å observere andre dype felt.
Webb spesialiserer seg også på spektroskopi, studiet av hvordan lys ved forskjellige bølgelengder interagerer med materie. De infrarøde spektrene av astronomiske objekter som Webb vil produsere kan avsløre hva objektene er laget av kjemisk – i en grad som bilder ikke kan. “Det er der noe av den virkelig spennende vitenskapen vil skje,” sier Elizabeth Kessler, en historiker ved Stanford University i California som har studert den estetiske virkningen av Hubble-bilder.
Overraskende støvangrep på Webb-teleskopet har forskere i beredskap
Webbs første vitenskapelige bilder kommer som noe av en katarsis for teleskopprosjektet, som har lidd av år med forsinkelser og milliarder av dollar i kostnadsoverskridelser. Opprinnelig sett for seg i 1989, kostet Webb til slutt NASA nesten 10 milliarder dollar. Det er det mest komplekse romobservatoriet som noen gang er bygget. Det 6,5 meter brede primærspeilet måtte settes ut foldet opp og deretter åpnes som en sommerfugl som sprer vingene, gjennom en rekke angstfremkallende manøvrer. Ingeniører måtte teste solskjermen på størrelse med en tennisbane – laget av tynne lag med aluminiumbelagt polymerfilm – flere ganger for å være sikker på at den ville utfolde seg ordentlig og deretter beskytte teleskopets instrumenter i dypfrysingen av det ytre rom.
NASAs partnere, de europeiske og kanadiske romfartsorganisasjonene, bidro med omtrent ytterligere 1 milliard dollar til sammen for å gjøre teleskopet til en realitet. Webb til slutt lansert i desember 2021 og brukte seks måneder på å klargjøre instrumentene for vitenskap; det forventes å operere i minst 20 år.
Verden ser på
Webb er oppkalt etter James E. Webb, som drev NASA under høyden av Apollo Moon-utforskningsprogrammet på 1960-tallet. Noen astronomer har bedt om å gi nytt navn til teleskopetgitt at James Webb hadde en fremtredende lederrolle ved det amerikanske utenriksdepartementet på slutten av 1940-tallet og begynnelsen av 1950-tallet, da avdelingen var i spissen for den amerikanske regjeringens innsats for å identifisere og sparke homofile og lesbiske ansatte. NASA har sagt at de ikke har noen bevis for å berettige endring av teleskopets navn. Dens fungerende sjefhistoriker, sammen med en annen historiker, fortsetter å forske på problemet og forventes å gi ut en rapport om funnene deres snart.
Landmark Webb-observatoriet er nå offisielt et teleskop
De første bildene fra Webb representerer bare en del av vitenskapen den vil gjøre mulig. De ble tatt over bare 120 timers observasjon i løpet av de siste ukene. Kommende studier inkluderer utforskninger av planetene Jupiter og Saturn, av små svake stjerner kjent som røde dverger, av fjerne galakser som kolliderer med hverandre og av varme steinplaneter rundt andre stjerner. U, som har observert tid på Webb, forventer allerede å få sine første data fra teleskopet på torsdag. Det er da Webb-teamet vil laste opp observasjoner av galaksesammenslåinger til et nettsted for henne og hennes kolleger.
Levay husker arbeidet med noen av Hubbles mest ikoniske bildeutgivelser, for eksempel publisering av bilder tatt etter at astronauter besøkte det jordkretsende teleskopet for å oppgradere instrumentene. “Du vet at hele verden ser på, og at du bør levere,” sier han.
Webb ser ut til å ha gjort nettopp det. “Det fungerer bedre enn jeg tror noen forventet,” sier Levay. “Og det er flott.”