Ruimtetelescoop werpt nieuwe blik op ver verleden

Astronomen zullen binnenkort met een nieuw instrument terug in de tijd kunnen kijken, verder dan ooit tevoren. 

Tijdreizen. Sinds Einstein aantoonde dat het theoretisch mogelijk is, heeft het de mens beziggehouden. Toch kunnen we het verleden nu al waarnemen. Neem bijvoorbeeld de maan. Die bevindt zich op 380,000 km waardoor het 1,3 seconden duurt voordat zijn licht de aarde bereikt. We zien de maan dus altijd zoals hij 1,3 seconden geleden was.

Maar nu heeft een team onderzoekers en ingenieurs een instrument ontwikkeld dat verder in de tijd kan terugkijken dan vandaag mogelijk is. Dat deden ze in het kader van een internationale missie om een enorme ruimtetelescoop te lanceren, de James Webb Space Telescope (JWST). 

Ook al loopt de telescoop ondertussen al jaren achter op schema en is hij miljarden dollars boven budget, wetenschappers zeggen dat hij de mogelijkheid biedt om elke melkweg in het hele universum te ontdekken. 

De telescoop zal onder meer worden uitgerust met een Mid Infrared Instrument (MIRI). Met dit technisch huzarenstukje kunnen astronomen terug in de tijd kijken tot een paar honderd miljoen jaar na de oerknal, die vermoedelijk meer dan 13,5 miljard jaar geleden plaatsvond. 

‘Zelfs één afbeelding van Webb zal van de hoogste beeldkwaliteit zijn die ooit is verkregen van het galactische centrum’

Hoe werkt het? 

MIRI heeft zowel een camera als een spectograaf (een toestel dat licht ontbindt in zijn samenstellende golflengten) en kan licht waarnemen in het middel-infraroodgebied van het elektromagnetische spectrum. Met andere woorden: het kan golflengtes detecteren die langer zijn dan we met onze ogen kunnen zien.  

Dat is nodig want zichtbaar licht afkomstig van een verre ster wordt tijdens haar reis uitgerekt op weg naar ons. Doordat de golflengte langer wordt, verschuift dat licht naar het infrarode einde van het spectrum. Dat betekent dat als we verder terug in de tijd willen kijken, we naar dingen moet kijken die voor ons met het blote oog onzichtbaar zijn.

Met dit nieuw instrument wordt het dus mogelijk om door dikke lagen stof te dringen en het licht van verre sterrenstelsels, nieuw gevormde sterren en kometen waar te nemen. Daardoor is de James Webb uitermate geschikt om de adembenemende astrofotografie van zijn voorganger, de Hubble-telescoop, voort te zetten en te overtreffen.

Na een succesvolle test met de secundaire spiegel, die het licht opvangt, inspecteren technici en ingenieurs de structuur die deze op zijn plaats houdt. Bron: NASA / Chris Gunn

‘Zelfs één afbeelding van Webb zal van de hoogste beeldkwaliteit zijn die ooit is verkregen van het galactische centrum’, zei onderzoeker Roeland van der Marel van het Space Telescope Science Institute (STScI).

Bovendien zal hij ook het licht waarnemen dat wordt uitgezonden door exoplaneten, de planeten die rond andere sterren dan onze eigen zon draaien. In 1995 werd de eerste exoplaneet ontdekt en sindsdien zijn er al duizenden gedetecteerd. Met MIRI kunnen astronomen deze planeten meer in detail bekijken en zelfs op zoek gaan naar tekenen van buitenaards leven.

‘We zien alleen het topje van de ijsberg vanop aarde’, zei Torsten Böker van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA. ‘Webb zal in staat zijn om vage sterren te bestuderen en ons meer te vertellen over het totaal aantal sterren.’

Groter dan de Hubble

De bouw van de James Webb Space Telescope, door de NASA, de Europese ruimtevaartorganisatie ESA en het Canadian Space Agency (CSA), is een gigantische onderneming. Zo zal de hoofdspiegel van de telescoop, met een diameter van 6,5 meter, de grootste spiegel zijn die ooit in de ruimte is gelanceerd. 

Omdat de spiegel veel groter is dan die van de Hubble-ruimtetelescoop (slechts 2,4 meter), moesten de onderzoekers en ingenieurs een nieuwe manier ontwikkelen om deze zo licht, maar tegelijkertijd ook zo sterk mogelijk te maken. Daarnaast is de spiegel is te groot voor elke raket en moet hij dus noodgedwongen in de ruimte worden uitgevouwen. De telescoop zelf wordt volgend jaar gelanceerd op een Ariane 5-raket in Frans-Guyana.