Bannerbilde: Ingeniører jobber med James Webbs speil, som består av 18 sekskantede segmenter, i et renrom ved NASAs Johnson Space Center i Houston. (Kreditt: NASA/Desiree Stover)
Redaktørens merknad: En versjon av denne spørsmål og svar ble opprinnelig publisert 10. november 2021.
Den 24. desember skal NASA lansere sitt neste flaggskipoppdrag ut i verdensrommet. Romfartøyet, kalt James Webb-romteleskopetmedfører mange risikoer: Det omtrent 270 kvadratmeter store speilet, som vil samle lys som strømmer inn fra verdensrommet, vil skyte opp foldet opp inne i en rakett, og deretter utfolde seg langt fra jorden.
Astronomer satser på at utfordringene vil være verdt det. Mange har kalt James Webb en etterfølger av Hubble Space Telescope – et instrument som ble skutt opp i 1990 og har levert oppsiktsvekkende bilder av kosmos, inkludert The Skapelsens søyler i Ørnetåken. Blant andre mål vil James Webb søke i atmosfæren til fremmede planeter etter det forskerne kaller “biosignaturer”, eller gasser som teoretisk sett kan indikere tilstedeværelsen av liv på overflaten.
Meredith MacGregor, assisterende professor i Senter for astrofysikk og romastronomi (CASA) ved CU Boulder, snakket om vitenskapen til James Webb ved en serie arrangementer i november. Fiskeplanetarium. Arrangementene ble sponset av Colorado-baserte Ball Aerospace, som designet og bygde teleskopets utfoldelige speil.
Øverst: Meredith MacGregor; nederst: Kunstnerens skildring av James Webb i verdensrommet med speilet utfoldet. (Kreditt: NASA GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutierrez)
MacGregor satte seg ned med CU Boulder i dag å snakke om hvordan hun, i likhet med andre astronomer, har ventet på denne oppskytningen lenge.
Hvorfor er astronomer så begeistret for lanseringen av dette teleskopet?
Innen astronomi og astrofysikk har vi hvert 10. år en tiårsundersøkelse, som er der National Academy of Sciences danner en komité som bestemmer hva hele amerikansk astronomi skal gjøre i løpet av det neste tiåret. Når du vil lansere noe virkelig stort, det vi kaller et flaggskipoppdrag, må det gå gjennom den prosessen. James Webb ble valgt ut i tiårsundersøkelsen som ble utgitt i 2000.
Jeg har hørt om James Webb siden jeg gikk på videregående. Prosjekter som dette kan strekke seg over hele en vitenskapsmanns karriere.
Det er også bare veldig stort – James Webbs speil strekker seg mer enn 20 fot på tvers, større enn noe annet romteleskop til dags dato. Hvordan utgjør det en forskjell?
Med astronomiske observasjoner bryr du deg om det vi kaller samleområde. Du kan tenke på et teleskop som en gigantisk bøtte som samler lys. Jo større bøtte, jo mer lys samler du, og jo flere svake gjenstander kan du se i større oppløsning.
Hvordan bygger James Webb av arven fra Hubble-romteleskopet?
Alle flaggskipoppdragene i NASA bygger på hverandre gjennom astronomiens langsomme utvikling. Men James Webb er annerledes enn Hubble på mange måter. Hubble ser på ultrafiolett lys. Det lyset har kortere bølgelengder enn det optiske lyset vi kan se. James Webb er på den andre siden av spekteret, og presser seg inn i lengre bølgelengder og infrarødt lys.
Hva kan vi se med den slags lys?
Noen av James Webbs hovedmål er å forstå den tidlige dannelsen av universet vårt, som er avhengig av ideen om at universet vårt startet med et Big Bang og utvides. Rommet mellom galaksene strekker seg etter hvert som universet utvider seg, og det betyr at lys som sendes ut fra galaksene blir strukket mens det beveger seg gjennom verdensrommet. Vi kaller det det kosmologiske røde skiftet.
Så det lar oss se tilbake på universets morgen?
Ved å observere i det infrarøde kommer vi til å se lenger tilbake i tid og se lyset som kommer fra de første galaksene som ble dannet.
Folk som studerer eksoplaneter, eller planeter som kretser langt unna stjerner, er også veldig begeistret. Hvorfor?
Infrarød er fantastisk for å observere skivene av gass og støv som går i bane rundt unge stjerner og som til slutt kan danne planeter. Med andre ord kan vi se reservoarene av materiale som vil danne nye planeter. Støv varmes opp av en stjerne, og det lyser som varme. Infrarødt lys er i utgangspunktet varme – jeg avgir infrarødt lys mens jeg sitter her.
Vil James Webb være i stand til å lete etter tegn på mulig liv på fremmede planeter?
Dette oppdraget vil forhåpentligvis tillate oss å gjøre de første påvisningene av gasser i atmosfæren til eksoplaneter. Vi er spesielt interessert i å lete etter gasser som metan som kan indikere tilstedeværelsen av liv på en planet. Vi kaller disse biosignaturer. Hvis vi lykkes, vil astronomi flytte inn på nytt territorium der vi virkelig kan bestemme hva som kan være et tegn på liv og hva som kanskje ikke er det.
Hva tror du teleskopets største bidrag til vitenskapen vil være?
Vi har mange spådommer og mål for hva James Webb vil gjøre. Men jeg er sikker på at dens mest spennende funn vil være rundt ting som vi ikke engang kan tenke på nå. Hvem vet hva vi finner?