Hvordan Hubbles efterfølger vil give os et indblik i de allerførste galakser

James Webb Space Telescope (JWST) , der er planlagt til at blive opsendt i 2021, regnes som efterfølgeren til Hubble-rumteleskopet. I modsætning til Hubble, som kredsede om Jorden, vil JWST kredse om Solen i en afstand på omkring 1,5 millioner kilometer fra Jorden, et sted kendt som det andet Lagrange-punkt (L2). Denne position har den fordel at minimere termisk strålingsstøj fra Jorden og Solen, hvilket gør det muligt for JWST at fungere ved meget lavere temperaturer, hvilket er afgørende for observation af infrarød stråling.

JWST er designet primært til infrarøde observationer, en væsentlig afvigelse fra Hubbles fokus på optiske og ultraviolette observationer. Infrarød stråling har meget længere bølgelængder end synligt lys, så JWST kan se gennem kosmisk støv til områder, der er skjult for Hubbles blik.

Et af de mest spændende videnskabelige formål med JWST er at studere de tidligste galakser, der er dannet i universet .

Ifølge den nuværende forståelse af universet blev de første galakser dannet i en periode kendt som det kosmiske daggry, som fandt sted omkring 1 milliard år efter Big Bang. Disse tidlige galakser er utroligt svage, og indtil videre er kun nogle få blevet opdaget af Hubble. JWST vil være i stand til at opdage disse galakser meget nemmere, og det forventes at opdage en stor population af disse objekter.

At studere disse tidlige galakser vil give værdifuld indsigt i det tidlige univers. For eksempel vil JWST være i stand til at måle stjernedannelseshastighederne i disse galakser og bestemme, hvordan de udvikler sig over tid. Det vil også være i stand til at studere den kemiske sammensætning af disse galakser og lære om de første stjerner, der blev dannet i universet.

JWST er et enormt ambitiøst projekt, og dets konstruktion og lancering var præget af mange forsinkelser og omkostningsoverskridelser. Men hvis det med succes kan overvinde disse udfordringer, lover det at revolutionere vores forståelse af det tidlige univers og give indsigt i fødslen og udviklingen af ​​de første galakser.

Her er nogle specifikke eksempler på den videnskab, som JWST vil være i stand til at udføre vedrørende tidlige galakser:

1. Find de første stjerner: JWST vil være i stand til at opdage de første stjerner, der blev dannet i universet, som forventes at have været ekstremt massive og lysende. Disse stjerner kan have været ansvarlige for genioniseringen af ​​universet, som menes at have fundet sted omkring 400.000 år efter Big Bang.

2. Undersøg dannelsen af ​​de første galakser: JWST vil være i stand til at studere, hvordan de første galakser dannedes og udviklede sig over tid. Det vil være i stand til at måle væksten af ​​disse galakser og bestemme de processer, der drev deres dannelse. JWST vil også være i stand til at studere interaktionerne mellem galakser, og hvordan de smelter sammen for at danne større strukturer.

3. Lær om den kemiske sammensætning af det tidlige univers: JWST vil være i stand til at studere den kemiske sammensætning af det tidlige univers ved at måle mængden af ​​forskellige grundstoffer i de første stjerner og galakser. Denne information vil hjælpe os med at forstå, hvordan grundstofferne blev dannet, og hvordan de blev fordelt over hele universet.

4. Søg efter tegn på liv hinsides Jorden: JWST vil være i stand til at søge efter tegn på liv hinsides Jorden ved at studere atmosfæren på planeter, der kredser om andre stjerner. Det vil være i stand til at detektere molekyler i disse atmosfærer, som er essentielle for liv, såsom vand, ilt og metan. JWST vil også være i stand til at søge efter exoplaneter i deres stjerners beboelige zoner, hvor flydende vand kunne eksistere på overfladen.