Deze nieuwe ruimtetelescoop moet onthullen hoe het universum eruitzag als baby

Stel je voor dat je niets weet over je jeugd, niets over waar je vandaan komt, en jarenlang op zoek bent naar de antwoorden. Dan overhandigt iemand je een reeks foto’s die net van jezelf zijn ontdekt toen je een baby was. Je zult eindelijk in staat zijn om elk detail te onderzoeken, op zoek naar aanwijzingen over jezelf en hoe je bent geworden wie je bent.

Dat is precies hoe het voor astronomen zal zijn om de komende dagen opnieuw een langverwachte telescoop van $ 10 miljard de ruimte in te lanceren. Als alles goed gaat, laten jullie binnenkort astronomen zien hoe het heelal eruit zag Nieuwe baby, ongeveer 14 miljard jaar geleden.

NASA’s James Webb Space Telescope, de krachtigste ruimtetelescoop ooit, wacht op zijn lanceerbasis in Frans-Guyana. Het zou infraroodlicht van sterrenstelsels moeten kunnen detecteren die zo ver weg zijn, het licht ervan reist al bijna de hele geschiedenis van het universum door de ruimte.

Dit betekent dat wanneer astronomen licht van deze sterren en sterrenstelsels detecteren, het zal zijn alsof ze momentopnamen uit het verre verleden ontvangen.

“We proberen het verhaal op te bouwen van hoe de eerste sterrenstelsels ooit verschenen en hoe die sterrenstelsels evolueerden tot de sterrenstelsels die we vandaag zien en waarin we vandaag leven”, zegt hij. Maruša Bradač, een astronoom aan de Universiteit van Californië, Davis. “Als je de start niet goed krijgt, is het heel moeilijk om te zeggen hoe de hele ontwikkeling eruit zag.”

Telescoop of tijdmachine?

De Melkweg is het prachtige huis van de mensheid, maar het universum bevat honderden miljarden, zo niet triljoenen andere sterrenstelsels.

“Het Andromeda-sterrenstelsel is het dichtstbijzijnde grote sterrenstelsel bij ons sterrenstelsel. Je kunt het zelfs met het blote oog zien, wat best cool is”, zegt Prada. “Als je naar dat sterrenstelsel kijkt, zie je dat het 2,2 miljoen jaar geleden was.” Dat komt omdat licht 2,2 miljoen jaar nodig heeft om van het Andromeda-sterrenstelsel naar de aarde te reizen.

Met behulp van telescopen konden astronomen zeer verre sterrenstelsels zien, wat betekent dat ze veel verder konden kijken dan de geschiedenis van het universum. Tot nu toe is het verste sterrenstelsel dat door de Hubble-ruimtetelescoop is gedetecteerd, ontdekt en benoemd GN-z11.

Voor het ongetrainde oog ziet het eruit als een rode stip, maar het is “in feite alsof je ongeveer 13,3, 13,4 miljard jaar geleden terugkijkt in de tijd”, zegt hij. Charlotte Mason, universitair hoofddocent bij kosmisch dageraadcentrum van het Niels Bohr Instituut en de Universiteit van Kopenhagen. “Dat is slechts 300, 400 miljoen jaar na de oerknal.”

De Hubble-telescoop is beperkt in termen van hoe ver hij in het verleden kan kijken, dus het vinden van dit sterrenstelsel was een beetje een meevaller. Astronomen ontdekten het alleen omdat ze door tientallen jaren van het gebruik van de Hubble-telescoop een groot deel van de lucht konden opruimen, en dit specifieke vroege sterrenstelsel is verrassend helder.

“Het is mogelijk dat ze meer massa hebben of dat ze veel sneller sterren vormen dan de meeste theoretische modellen voorspellen”, zegt Mason. “Met dit ene sterrenstelsel beginnen we al enkele van onze veronderstellingen over hoe sterrenstelsels zijn geëvolueerd in twijfel te trekken.”

De James Webb-ruimtetelescoop zou meer informatie moeten kunnen geven over veel extra oude en zelfs oudere sterrenstelsels, wat onderzoekers zal helpen begrijpen Hoe sterrenstelsels zich vormden en veranderden in de bekende vormen en structuren die we tegenwoordig zien.

“We hebben echt veel betere monsters nodig, we hebben meer sterrenstelsels nodig en we moeten terug in de tijd gaan om te zien hoe sterrenstelsels groeien”, zegt hij. Garth Ellingworth, een astronoom aan de Universiteit van Californië, Santa Cruz.

De James Webb-ruimtetelescoop heeft technologie waarmee hij 100 tot 200 miljoen jaar terug kan gaan na de oerknal.

“Echt, de periode waarin we denken dat de eerste sterrenstelsels zijn gevormd”, zegt Mason.

Deze telescoop, die tientallen jaren nodig had om te ontwerpen en te bouwen, bevat instrumenten waarmee wetenschappers de chemische samenstelling van sterrenstelsels kunnen onderzoeken.

Kijken hoe de eerste sterren in het heelal ontploffen

Mason zegt dat de “heilige graal” voor wetenschappers die het vroege universum bestuderen, het vinden van licht van de eerste melkweg of de eerste sterren is. Die eerste sterren werden gevormd uit de elementen die door de oerknal zijn gecreëerd, met name helium en waterstof.

“Ze maakten de weg vrij voor alle daaropvolgende vorming van sterrenstelsels en sterren”, zegt Mason. “Ze hebben hun omgeving radicaal veranderd.”

De kans om die sterren te zien met de James Webb Space Telescope is echter klein. “Er is waarschijnlijk een grotere kans dat we een van die sterren zien exploderen”, zegt Mason.

Die explosies zouden andere chemische elementen hebben vrijgemaakt die in de oudste sterren werden gevormd, waardoor het universum op een pad kwam waar koolstof, zuurstof en andere elementen uiteindelijk de bouwstenen van het leven werden.

Illingworth gelooft dat de James Webb Space Telescope de eerste ster helemaal niet zal kunnen zien.

“Dit is praktisch onmogelijk”, zegt hij, eraan toevoegend dat het onwaarschijnlijk is dat zelfs de eerste kleine, zich ontwikkelende sterrenstelsels met slechts een paar sterren zullen worden gedetecteerd.

“Maar we gaan terug naar het punt waar we sterrenstelsels in een heel vroeg stadium begonnen te zien, zodat we de hele geschiedenis kunnen traceren, in principe vanaf toen, 200 miljoen jaar na de oerknal, tot nu”, zegt Illingworth . “Dit is geweldig in een telescoop als deze.”

Mensen hebben lang naar de lucht gekeken en geprobeerd onze plaats in het universum te begrijpen, benadrukt Mason, en de James Webb-ruimtetelescoop is de laatste stap voorwaarts in dit oude onderzoek.

“Hoe zijn we hier gekomen? Wat is de geschiedenis van ons universum die ons zover heeft gebracht dat we hier kunnen zitten en erover nadenken?” Zij vraagt. “Voor mij betekent dat echt vanaf het begin beginnen. Hoe zijn de eerste sterrenstelsels in ons universum ontstaan? Omdat dit echt de bouwstenen zijn van de Melkweg waarin we leven.”

Copyright 2021 NPR. Ga voor meer informatie naar https://www.npr.org.