Het scherpstellen van de James Webb ruimtetelescoop zit erop. Alle vier de instrumenten aan boord krijgen haarscherpe beelden aangevoerd. Nu worden de meetinstrumenten in gebruik genomen en over een maand of twee worden de eerste nieuwe wetenschappelijke waarnemingen verwacht.

 

Update: Het bericht van 29 april is nu geüpdatet met commentaar van Ramón Navarro van NOVA.
 

Het uitlijnen van de achttien segmenten van de hoofdspiegel van ‘Webb’ is voltooid, meldt de Nederlandse Onderzoekschool Voor Astronomie (NOVA). Ook zijn inmiddels alle vier de aanwezige meetinstrumenten voldoende afgekoeld om te functioneren; als laatste was MIRI zover, het instrument dat metingen in het mid-infrarood doet. MIRI heeft een grote Nederlandse inbreng.
 

Krachtigste telescoop

De James Webb-ruimtetelescoop is de grootste, krachtigste en meest ingewikkelde ruimtetelescoop die ooit is gebouwd. Na decennia van voorbereidingen werd hij op Eerste Kerstdag 2021 gelanceerd.

Na verschillende spannende stappen waarbij steeds een ander deel van de constructie werd uitgeklapt, begon het langdurige afkoelproces van de telescoop. Dat koelen tot extreem lage temperaturen is nodig om de gevoelige instrumenten in het infrarode spectrum te laten meten.

‘Infraroodstraling is warmtestraling en daarom moet de telescoop erg koud zijn om de straling uit het heelal goed waar te kunnen nemen’ zegt Ramón Navarro, afdelingshoofd bij NOVA, locatie ASTRON. 
 

Betere prestaties dan voorspeld

De eerste scherpe beelden van verafgelegen objecten leidden tot grote tevredenheid bij betrokkenen. De optische prestaties van de telescoop zijn beter dan de meest optimistische voorspellingen van de ingenieurs, meldt NASA.

Dat komt doordat de ruimtetelescoop door de Ariane 5-raket precies op de juiste koers is gebracht en dat alle systemen beter functioneren dan hun minimumspecificaties. ‘De brandstof in de telescoop gaat daardoor langer mee en de instrumenten die in het nabije infrarood (NIR) werken, doen het iets beter dan waarop ze zijn ontworpen. Hetzelfde hopen we ook voor MIRI, maar daarvoor moet Webb eerst nog iets verder afkoelen’, aldus Navarro.
 

Vier meetinstrumenten

Het moment is nu aangebroken dat de vier op James Webb aanwezige meetinstrumenten een voor een in gebruik worden genomen. Zij krijgen allemaal licht afkomstig van de primaire spiegel. Het testen en in gebruik nemen van de vier instrumenten zal stap voor stap gebeuren in een proces dat twee maanden duurt. MIRI is ook hierbij weer als laatste aan de beurt. ‘De telescoop koelt nu nog iets verder af en MIRI gaan we in juni uitgebreid testen’, zegt Navarro.

‘We kijken nu uit naar deze eerste wetenschappelijke gegevens van Webb, die we in de zomer verwachten. Mooi is ook dat je op de nu gepubliceerde foto’s al kunt zien dat MIRI niet alleen sterren (puntbronnen) maar ook stof ziet!’, zegt astronoom Ewine van Dishoeck, een van de bedenkers van Webb, in het nieuwsbericht van NOVA.
 

De vier op Webb aanwezige meetinstrumenten
en het gedeelte van het lichtspectrum waarin ze
gevoelig zijn. Figuur: NASA


Oerknal

Het Mid-Infrared Instrument (MIRI) gebruikt zowel een camera als een spectrograaf om licht waar te nemen in het midden-infrarode gebied van het elektromagnetische spectrum. Dat zijn golflengten die we niet met onze ogen kunnen waarnemen, tussen 3 en 28 micrometer.

Met zijn gevoelige detectoren detecteert MIRI het roodverschoven licht van verre melkwegstelsels, pas gevormde sterren, zwak zichtbare kometen en objecten in de Kuipergordel. Hoe verder je het heelal in kijkt, hoe meer waargenomen objecten richting het rood zijn verschoven. Dat komt doordat na de oerknal alles van elkaar af begon te bewegen. ‘MIRI kan licht waarnemen van tweehonderd miljoen jaar na de oerknal. Dat is veel verder het heelal in dan Hubble kon kijken’, aldus Navarro.
 

Hart uit Nederland

Het hart van de MIRI-spectrometer is in Nederland ontworpen en gebouwd onder leiding van de Optisch-Infraroodgroep van NOVA. Naast Nederlandse universiteiten droegen onder andere ook TNO, ASTRON en SRON bij aan de ontwikkeling van deze spectrometer.

Die rafelt het binnenkomende licht uiteen in vierduizend kleuren. Die geven informatie over de snelheden van materie in een bepaald gebiedje, en over de chemische samenstelling. Navarro: ‘Dit zijn precies de dingen die astronomen willen weten.’
 

Zo werkt Webb. De primaire spiegel van 6,5 meter diameter vangt infrarood licht op en stuurt dat via een secundaire spiegel naar de Integrated Science Instrument Module (op dit plaatje de grijze doos) die zich achter de primaire spiegel bevindt. Daarin bevinden zich de vier meetinstrumenten die allemaal gebruik maken van het ingevangen licht. Illustratie STSCI 

 

Mysteries oplossen

Webb is een internationaal programma dat wordt geleid door de NASA met zijn partners, de ESA (European Space Agency) en de Canadian Space Agency. Wetenschappers verwachten dat de telescoop mysteries in het zonnestelsel zal oplossen en zal kijken naar verre werelden rond andere sterren. Ook zal ‘Webb’ helpen bij onderzoek naar de mysterieuze structuren en oorsprong van ons heelal en onze plaats daarin.

 

Openingsbeeld NASA/STScI