James Webb Telescope:En videnskabsmand forklarer, hvad dets første fantastiske billeder viser, og hvordan det vil ændre astronomi

Efter årtiers udvikling og mange forsøg og frustrationer undervejs, er James Webb-teleskopet endelig begyndt at levere, hvad det kom for. Den 12. juli frigav NASA de første videnskabelige observationer foretaget af den pakke af instrumenter, der var ombord på missionen, hvilket markerer, hvad vi ivrigt forventer vil være begyndelsen på en ny æra inden for astronomi.

Efter den neglebidende lancering 2. juledag fulgte en række kritiske opsætninger for at åbne teleskopet og dets solskærm. Hvis nogen af ​​disse operationer var mislykkedes, ville James Webb have været en ubrugelig katastrofe. Men programmet var perfekt eksekveret, en proces, der kørte mere gnidningsløst og vellykket, end nogen af ​​os havde turdet håbe, endsige forvente.

Dette er ikke kun et vidnesbyrd om ingeniørernes, teknikerne og videnskabsmændenes dygtighed i projektet. Det fremhæver også den enorme betydning af det testprogram, der blev udført på Jorden for at verificere procedurerne, og som lejlighedsvis afslørede problemer, der skulle rettes inden opsendelsen. Selvom dette nogle gange resulterede i tidsplansskridelser og omkostningsstigninger, har det i sidste ende produceret et perfekt teleskop.

I løbet af juli flyttede teleskopet fra sin kasse- og testfase til drift, som det fantastiske observatorium, det længe har været planlagt at være. De af os, der har været med på rejsen og skal arbejde på dataene, kan næsten ikke vente.

Skarpe billeder

De nye "tidlige udgivelsesobservationer", udvalgt af en international komité af repræsentanter fra NASA, ESA (European Space Agency), CSA (Canadian Space Agency) og Space Telescope Science Institute, er en del af et program designet til at fremhæve den brede vifte af videnskab, teleskopet vil udføre.

Det er meget spændende at se de nye billeder – jeg var ikke forberedt på det niveau af sprødhed og fine detaljer, der kan ses. Det er en fornøjelse endelig at have sådanne data af høj kvalitet.

Afsløret af den amerikanske præsident Joe Biden blev det fantastiske billede af SMACS 0723, en klynge af tusindvis af galakser, frigivet den 11. juli. De massive forgrundsgalaksegrupper forstørrer og forvrænger lyset af objekter bag dem og hjælper os med at kigge tilbage i tiden kl. meget svage genstande.

Billedet viser galaksehoben, som den så ud for 4,6 milliarder år siden. Men fjernere galakser på billedet (dem der ser ud til at være strakte) er omkring 13 milliarder år gamle – og vi har allerede flere data om dem, end vi har om nogen anden gammel galakse.

Billeder som dette vil hjælpe os med at forstå, hvordan de første stjerner og galakser blev dannet. Nogle af disse kan være blandt de fjernest kendte objekter fra universets begyndelse. Billedet er et sammensat "farve" billede lavet ud fra observationer foretaget ved forskellige bølgelængder. Det blev taget af teleskopets Near-Infrared Camera (NIRCam).

James Webb har også fået et glimt af Stephans Kvintet, en gruppe på fem galakser, der smelter sammen omkring 290 millioner lysår væk i stjernebilledet Pegasus. Billedet antyder også, at der er et supermassivt sort hul i midten og viser stjerner, der bliver født. Dataene vil fortælle os mere om, hvordan galakser udvikler sig og den hastighed, hvormed supermassive sorte huller vokser.

Det næste billede viser Carina-tågen, som ses på billedet nedenfor, som er en af ​​de største og lyseste tåger (skyer af støv og gas, hvori stjerner er født). James Webb kan sondere dybt inde i støv i det infrarøde lys for at afsløre indersiden af ​​den stjerneklare børnehave - som vi aldrig har set før - for at opdage mere om, hvordan stjerner bliver født.

Carina-tågen ligger cirka 7.600 lysår væk i den sydlige konstellation Carina. Billedet viser hundredvis af helt nye stjerner (hver lysprik er en stjerne), og jetfly og bobler skabt af dem. Vi kan også se detaljer, som vi endnu ikke kan forklare.

Det næste, spektakulære billede er af Southern Ring eller "Eight-Burst"-tågen, en planetarisk tåge, som er en ekspanderende gassky, der omgiver en døende stjerne, eller i dette tilfælde to døende stjerner, der kredser om hinanden. Den er næsten et halvt lysår i diameter og er placeret cirka 2.000 lysår væk fra Jorden.

Den skumagtige orange skal på billedet er molekylært brint (en gas, der dannes, når to brintatomer binder sammen), hvorimod det blå centrum er en elektrisk ladet gas. På billedet til højre kan du se de to døende stjerner i midten, hvilket giver os mulighed for at studere stjernedød i hidtil usete detaljer.

De nye data er resultatet af måneders omhyggelig måling og testning for at gøre James Webb klar til brug som et videnskabeligt værktøj efter implementering. De første trin var at fokusere og justere billederne af hvert af spejlsegmenterne. Hvert af teleskopets videnskabelige instrumenter - NIRCam, The Near InfraRed Spectrograph (NIRSpec) og Mid-Infrared Instrument (MIRI) - blev også tændt og testet.

Alle disse instrumenter, som ser på dybt rum i forskellige bølgelængder, skulle køles ned sammen med teleskopet, ellers ville de udstråle baggrundsvarme, som ville forstyrre de følsomme observationer af astronomiske objekter. Den sidste, der blev tændt, var MIRI, som opererer ved den laveste temperatur, kun syv grader over det absolutte nulpunkt, hvilket tog flere måneder at opnå.

Størrelsen af ​​et teleskop – dets blændeåbning – er det vigtigste, der afgør den ultimative kvalitet af billederne og de detaljer, der kan observeres. Større er bedre. Store teleskoper med åbninger op til ti meter i diameter er blevet konstrueret på jorden.

Atmosfærens forstyrrende effekter, som forstyrrer lyset, der når teleskopet, gør det imidlertid svært at opnå den ultimative opløsning. Også på Jorden begrænser baggrundslys fra nattehimlen teleskopets følsomhed, de svageste objekter, vi kan se.

Med sin seks meter blændeåbning er James Webb det største teleskop, der nogensinde er blevet opsendt i rummet, og fra sit udsigtspunkt en million miles fra Jorden, fri for Jordens atmosfære, forventes det at levere de bedste og mest detaljerede billeder af universet, vi har nogensinde set. Der er ingen tvivl om, at det vil revolutionere vores forståelse af kosmos, ligesom dets forgænger, Hubble-rumteleskopet, engang gjorde. + Udforsk yderligere

NASA deler listen over kosmiske mål for Webb-teleskopets første billeder

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.