James Webb-rumteleskop (JWST) – Verdens mest avancerede infrarøde teleskop

Opdag James Webb-rumteleskopet (JWST): verdens mest avancerede infrarøde teleskop, 6,5 m spejl, guldbelægning, foldbart design og banebrydende syn videre end Hubble.

James Webb Space Telescope (JWST) er et teleskop, der vil blive sendt ud i rummet. Det er planlagt til at blive opsendt i 2021. Det er en erstatning for Hubble-rumteleskopet, som blev opsendt i 1990.

Teleskopet er opkaldt efter James E. Webb, som var direktør for NASA og skabte Apollo-programmet, der sendte astronauter på månen.

Det vil have et hovedspejl, der er 6,5 meter (21 fod) bredt. Det er seks gange større end Hubble. Det er så stort, at det er lavet i 18 dele, der kan foldes sammen under opsendelsen, så det kan være plads i en raket. Det er hovedsageligt et infrarødt teleskop, men det fungerer også i den røde del af det synlige lys (billederne vil blive kodet med falsk farve, så vi kan se dem). Det er belagt med guld, fordi guld reflekterer infrarødt meget godt. Det vil være i stand til at se ting, som Hubble-rumteleskopet ikke kan se. Infrarødt syn kan bruges til at se varmestråling (ligesom nogle former for natkikkerter), så selve teleskopet skal holdes så køligt som muligt. Det er beskyttet af en stor solskærm på størrelse med en tennisbane for at holde det køligt og mørkt.

Opdatering og status

JWST blev opsendt den 25. december 2021 med en Ariane 5-raket fra Kourou, Fransk Guyana. Derefter udfoldede og justerede dets spejl- og solskærmskomponenter sig i løbet af de første uger, og teleskopet nåede sin operationsbane omkring Sol–Jorden Lagrangepunktet L2 (cirka 1,5 millioner kilometer fra Jorden). Den officielle videnskabelige drift begyndte i midten af 2022, og de første offentlige billeder blev frigivet i juli 2022.

Hovedtræk

• Primærspejl: 6,5 meter i diameter, opbygget af 18 sekskantede berylliumsegmenter belagt med guld for bedre reflektivitet i IR.
• Bølgeområde: Dækker cirka 0,6–28 mikrometer, altså fra den røde ende af det synlige lys og langt ind i det infrarøde.
• Solskærm: Fem-lags solskærm på størrelse med en tennisbane, som skærmer teleskopets optik fra Solens varme og lys, så instrumenterne kan holdes ved kun få tiendele af en kelvin til et par kelvin. MIRI-instrumentet kræver en aktiv kølekompressor for at nå ~7 K.
• Bane: En kreds omkring Sol–Jorden L2, hvor teleskopet kan holde konstant afstand fra Jorden og samtidig have et stabilt, koldt udsyn mod universet.
• Levetid: Primær mission planlagt til mindst ~10 år afhængigt af brændstofforbrug til banevedligeholdelse.

Instrumenter

JWST bærer flere avancerede instrumenter, som arbejder sammen for at give billeder og spektre i forskellige infrarøde bølgelængder:

• NIRCam (Near-Infrared Camera): Hovedkameraet til dybe billeder af fjerne galakser og stjernedannelse.
• NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph): Et spektrograf, der kan måle spektrer for mange objekter samtidigt og analysere kemisk sammensætning, afstand og bevægelse.
• MIRI (Mid-Infrared Instrument): Arbejder i melleminfrarødt og kan se køligere støv, unge stjerner og planetdannelser.
• FGS/NIRISS: Guiding- og støtteinstrument, som også kan lave videnskabelige observationer som exoplanet-transitspektroskopi.

Videnskabelige mål

• Observere de første galakser og stjerner, der dannede sig efter Big Bang og dermed studere universets tidligste epoker.
• Studere galakses udvikling, sorte hullers vækst og strukturdannelse i universet.
• Se gennem støvskyer for at undersøge stjernedannelse og planeters tidlige udvikling i protoplanetariske skiver.
• Analyser af exoplanet-atmosfærer ved hjælp af spektroskopi for at finde kemiske spor som vanddamp, kuldioxid, metan og andre molekyler.
• Undersøge objekter i vores eget solsystem med høj detaljeringsgrad i infrarødt lys.

Hvorfor infrarødt?

Infrarødt lys slipper lettere igennem støv og støvskyer end synligt lys, og det røde lys fra meget fjerne objekter er blevet strukket (rødforskudt) til infrarøde bølgelængder af universets udvidelse. Derfor kan JWST se objekter, som Hubble ikke kan, og studere tidlige stadier af stjerner og planeter. Belysningen i de infrarøde bølgelængder er ofte usynlig for øjet, så billeder bliver ofte vist i falsk farve for at fremhæve strukturer og forskellige energier.

Teknologi og udfordringer

Det store, foldbare spejl og den komplekse solskærm gjorde JWST til en teknisk udfordring. Hvert af de 18 spejlsegmenter kan justeres med nanometerpræcision (aktuatorer og wavefront-sensing) for at virke som ét spejl. Teleskopet skulle udfolde sig fejlfrit efter opsendelsen — en proces der blev gennemført med succes.

Betydning

JWST er et af de mest kraftfulde astronomiske værktøjer nogensinde bygget. Dets evne til at se svage, fjerne kilder i infrarødt lys forventes at revolutionere vores forståelse af universets tidlige historie, stjernedannelse, planetsystemers dannelse og exoplaneters atmosfærer.

Hvis du vil læse mere om specifikke observationer eller se de første billeder, kan du finde opdaterede kilder fra NASA og de videnskabelige institutioner bag teleskopet.

Orbit

JWST vil være i kredsløb langt fra Jorden for at undgå varmen fra Jorden og Månen. Denne særlige bane befinder sig uden for månen, i det andet Lagrangepunkt (L2) i sol-jord-systemet, et sted med stabil tyngdekraft. Denne bane er 1 500 000 km fra Jorden, hvilket er ca. fire gange længere væk fra os end månen. Det betyder, at den befinder sig i Jordens skygge det meste af tiden; den går faktisk ikke rundt om Jorden, men kredser om Solen med samme hastighed som Jorden.

JWST-bane (ikke i skala)

Spørgsmål og svar

Q: Hvad er James Webb Space Telescope (JWST)?

Q: Hvem er James E. Webb?

Q: Hvor bredt er JWST's hovedspejl?

Q: Hvordan er JWST's hovedspejl lavet?

Q: Hvilken slags teleskop er JWST?

Q: Hvorfor er JWST belagt med guld?

Q: Hvordan holder JWST sig selv afkølet?

Søg efter bogstav