De James Webb-ruimtetelescoop heeft een beetje Canadees – Universiteitszaken

Op 25 december om 07:20 uur ET is kerstochtend het laatste waar Rene Doyon aan denkt. De natuurkundeprofessor van de Universiteit van Montreal zal een van de meer dan 100 zorgvuldig geselecteerde wetenschappers, ingenieurs en journalisten zijn om de lancering van de James Webb Space Telescope bij te wonen in een ruimtehaven in Kourou, Frans-Guyana. Het evenement, dat al meerdere keren is uitgesteld, wordt officieel; Een Ariane 5-raket zal de ruimte in sturen wat Dr. Doyon beschouwt als “in veel opzichten de meest complexe door mensen gemaakte machine”.

De ontwikkeling van de nieuwe telescoop, genoemd naar de tweede beheerder van NASA, begon in 1996. Sindsdien heeft het bijna 40 miljoen manuren en een investering van $ 10 miljard gekost. Enkele duizenden experts werkten mee aan het project, dat gezamenlijk werd uitgevoerd door NASA, de European Space Agency en de Canadian Space Agency. Meer dan 300 organisaties, bedrijven en universiteiten hebben bijgedragen, waaronder Saint Mary’s University, University of Montreal, University of Toronto en York University.

Dr. Doyon, mede-beheerder van het Canadese wetenschappelijke team, trad in 2001 toe tot het platform. Hij hielp bij de ontwikkeling van de Near Infrared Imager and Slit Spectrophotometer (NIRISS), een van de twee in Canada gemaakte instrumenten in de telescoop. Oorspronkelijk zou Canada maar één hulpmiddel hebben geleverd: de precisiegeleidingssensor, die de telescoop stabiliseert. “James Webb is een lang verhaal geweest met veel wendingen,” zei Dr. Doyon. “De beslissing om NIRISS te ontwikkelen werd uiteindelijk genomen in 2011..

NIRISS zal het mogelijk maken om infraroodstraling op te vangen die wordt uitgezonden door verre objecten, zoals exoplaneten. Op basis van de spectra van deze hemellichamen kunnen wetenschappers bepalen of hun atmosfeer bepaalde moleculen bevat, zoals water, koolstofdioxide, methaan en zuurstof. James Webb [telescope] Het duwde mijn wetenschappelijke carrière. Zelfs als het nog niet is gelanceerd, zei Dr. Doyon, die ook directeur is van het Institute for Exoplanet Research aan de Universiteit van Montreal, heeft het veel initiatieven op aarde gestimuleerd.

leven tekenen?

Olivia Lim, een doctoraalstudent natuurkunde aan de Universiteit van Montreal, zal een van de wetenschappers zijn die baat zullen hebben bij de telescoop. Onder toezicht van Dr. Doyon bestudeerde ze TRAPPIST-1, een rode dwergster in het sterrenbeeld Waterman, 39 lichtjaar van de aarde. Wat maakt het speciaal? Vier van de zeven planeten ter grootte van de aarde die om deze ster draaien, bevinden zich in de bewoonbare zone, het gebied in het systeem waar vloeibaar water aan het oppervlak kan voorkomen. De telescoop brengt mevrouw Lim een ​​stap dichter bij het bepalen of deze planeten tekenen van leven dragen.

“We weten nog niet of deze exoplaneten een atmosfeer hebben. Ons eerste doel is om dit punt te valideren”, zei de jonge onderzoeker, die meteen promoveerde na het behalen van haar BA in natuurkunde aan de Universiteit van Montreal in 2019 Mevrouw Lim zal haar onderzoekshypothesen kunnen testen door deze transiterende exoplaneten te observeren, dat wil zeggen, het moment dat ze voor hun ster passeren, waardoor de helderheid van het infraroodspectrum verandert.

Het bestuderen van deze verschijnselen kost echter tijd. Mevrouw Lim zal in totaal 53,7 observatie-uren hebben, de tijd die nodig is om gegevens te verzamelen over acht transits, twee voor elke exoplaneet. Dit is ook het grootste aantal uren besteed aan het gebruik van de telescoop in Canada tijdens het eerste jaar van activiteit. “Als gevolg van haar bijdrage wordt vijf procent van alle observatietijd voor Canada op competitieve basis toegewezen”, zei Dr. Doyon trots. “Olivia’s onderzoeksprogramma werd ondersteund door deze wachtbank.”

Dit is des te indrukwekkender aangezien een commissie voor toezicht op kredieten 1.173 voorstellen van bijna 200 internationale experts heeft beoordeeld. Alle voorstellen waren anoniem om vooringenomenheid te voorkomen. Alleen de beste apps werden aan het einde van het proces bewaard. Van de 286 projecten die internationaal worden gehouden, hebben veel betrekking op de studie van andere exoplaneten zoals hete Jupiter, evenals bruine en witte dwergsterren, superzware zwarte gaten en zelfs de eerste sterrenstelsels die miljarden jaren geleden verschenen.

We hebben nog een lange weg te gaan

Er is echter nog een lange weg te gaan voordat de telescoop de verste afstand in de ruimte kan zien. Het moet eerst worden gecentreerd op Lagrange 2, een zwaartekrachtsevenwichtspunt op 1,5 miljoen kilometer van de aarde. Het zal ook langzaam moeten worden ingezet tijdens de eerste twee weken van zijn ruimtevlucht. Dat komt omdat de telescoop te omvangrijk is om in de uitrustingsruimte van het Ariane 5-raketvoertuig te passen, dus hij moet worden opgevouwen voor lancering. “Ik noem dit 14 dagen terreur,” zei Dr. Doyon. “Er zijn 300 potentiële faalpunten!”

En daar stopt het niet. Als de telescoop zijn bestemming heeft bereikt, moet hij afkoelen en moet hij op afstand worden opgesteld, wat vijf tot zes maanden duurt. Daardoor starten de werkzaamheden pas medio 2022. “Als alles goed gaat, kunnen we volgend najaar de eerste wetenschappelijke artikelen zien”, voorspelde mevrouw Lim. En als het ergste gebeurt? “Ik ben optimistisch. We hebben de tijd genomen om de dingen goed te doen,” antwoordde Dr. Doyon. “We verwachten niets minder dan een doorbraak in ons begrip van het universum.”