Door PhD-kandidaat Saugata Barat
28 november 2022
Waarom is de James Webb gelanceerd?
Met onze ogen kunnen we de wereld om ons heen in optisch licht waarnemen, maar veel objecten geven daarnaast ook straling in andere frequenties af dan die van zichtbaar licht. Zo stralen planeten het grootste deel van hun energie uit in infrarood licht, terwijl extreem compacte objecten, zoals neutronensterren en zwarte gaten, enorme hoeveelheden röntgenstraling uitzenden. Om al deze exotische objecten in het heelal te kunnen bestuderen, doen astronomen dus een beroep op andere bandbreedten van het elektromagnetische spectrum dan die van optisch licht. De meeste elektromagnetische straling wordt door de bovenste lagen van de atmosfeer geabsorbeerd; zo is de atmosfeer van de aarde alleen doorzichtig voor optisch licht en voor radiogolven (zie afbeelding 2). Daardoor moeten astronomen telescopen in de ruimte gebruiken als ze het universum in andere elektromagnetische bandbreedten willen bestuderen. Voorbeelden van dit soort ruimtetelescopen zijn het Chandra X-Ray Observatory (dat röntgenstraling opvangt), de Fermi-telescoop (gammastraling) en de Hubble (ultraviolet en infrarood).
In juli 2022 bereikte de JWST zijn definitieve omloopbaan, en sindsdien hebben astronomen uit de hele wereld zich verdiept in de verbluffende data die door de ruimtetelescoop worden vergaard. In afbeelding 3 zijn de ‘Deep Field’-opnamen van de MIRI- en NIRCam-instrumenten te zien, waarbij het licht van een klein stukje van de nachthemel met extreem lange belichtingstijden wordt bekeken, waardoor er een rijk ‘veld’ van astronomische objecten (sterren en verschillende soorten sterrenstelsels) vastgelegd kan worden. De JWST heeft nu een van de ‘diepste’ (verste en langdurigste) opnamen ooit van het universum gemaakt. In afbeelding 4 (links) zien we de beroemde ‘Pilaren der Schepping’, een emissienevel (de ‘Adelaarsnevel’) waarin veel stervorming plaatsvindt.
Naast het maken van dit soort prachtige opnamen is de JWST ook in staat om spectroscopische metingen te doen. In afbeelding 4 (rechts) zien we een voorbeeld van het transmissiespectrum van de exoplaneet WASP 39b, een ‘hete Jupiter’ die met behulp van het NIRSpec PRISM werd geobserveerd. De zichtbare piek in het spectrum verraadt de aanwezigheid van kooldioxide (CO2) in de atmosfeer van WASP 39b. CO2 is een van de belangrijkste moleculen die we in deze kunnen vinden en het bestanddeel kan ons meer vertellen over het ontstaan van de planeet. De meting is de duidelijkste waarneming van de aanwezigheid van CO2 in de atmosfeer van een exoplaneet die ooit is gedaan. Met behulp van de JWST zal het meten en identificeren van bestanddelen in de atmosfeer van exoplaneten veel nieuwe en fundamentele inzichten opleveren. De JWST heeft nog andere adembenemende waarnemingen gedaan, waarvan sommige zijn te bewonderen op deze website: https://webb.nasa.gov/.