Fysik

James Webb-teleskopet avslöjar universums mysterier

Lif Wilsby

Har du någonsin tittat upp mot natthimlen och funderat på om vi är ensamma eller om det finns annat liv någonstans i universum, och i så fall var? Efter årtionden av planering tillgängliggjordes de första bilderna från James Webb-teleskopet (JWST) för allmänheten den 12:e juli – bilder som lär föra oss ett steg närmare till att besvara universums stora frågor.

James Webb-teleskopet innan det skickades upp i rymden.

Galileo Galilei var först med att peka ett teleskop mot rymden och det var så han insåg att planeterna cirkulerar kring solen – en upptäckt som gjorde att han nästan förlorade livet då den stred mot den katolska kyrkans doktrin. Idag, 400 år senare, är den grundläggande konstruktionen för alla teleskop fortfarande densamma som för Galileos teleskop. De består av linser eller speglar som fångar in och fokuserar ljus från natthimlen. Dock har teleskopen förbättrats avsevärt i räckvidd. Galileos teleskop hade en lins på 38 millimeter, Hubbleteleskopet är 4,2 meter brett och JWST är över sex meter brett! Ju större spegel, desto mer ljus kan teleskopet fånga in och desto längre bort kan det se.

Vad mer än dess storlek utmärker JWST från dess föregångare så som Hubbleteleskopet? JWST kommer främst göra observationer i den infraröda delen av det elektromagnetiska spektrumet medan Hubbleteleskopet endast kan se en mycket begränsad del av det infraröda spektrumet. Detta är avgörande för vad teleskopet kan se. Vi vet sedan länge att universum expanderar och det är anledningen till att de tidigast skapade delarna av universum är de mest avlägsna himlakropparna. Det är dock inte bara avståndet mellan himlakroppar som expanderar, utan även ljuset sträcks. När ljusets våglängder förlängs övergår det till infraröda våglängder. Detta gör att avlägsna objekt blir svåra att se genom våra ögons våglängder. Ljuset från dessa objekt som träffar oss är nämligen i det infraröda spektrumet medan vi ser i det ultravioletta spektrumet. Att JWST fotograferar rymden med längre våglängder gör det därför möjligt att se längre tillbaka i universums historia än något annat teleskop har kunnat göra, så långt tillbaka som universums första galaxer.

För att se dessa avlägsna galaxer använder JWST sig även av något som kallas ”gravitational lensing”. Det beskriver effekten av enorma mängder materia på ljusvågor. Gravitationskraften av dessa massiva objekt kröker rummet runt om dem. Följaktningsvis böjs även ljus som passerar genom rummet, precis som en spegel/lins i ett teleskop gör. Att himlakroppar kan fungera som spegeln/linsen i ett teleskop är tur det, för dagens teknologi kan inte fotografera dessa avlägsna galaxer om denna effekt inte uppstår. I bilden nedan, tagen av JWST, kröks ljus av det massiva galaxklustret SMACS 0723. Krökningen av ljus gör att vi kan se objekt som är extremt långt bort från oss, alltså de tidigast skapade delarna av universum – till exempel de svagt lysande röda galaxerna som syns i bakgrunden. Dessa är ungefär 13 miljarder ljusår bort, vilket innebär att bilden visar hur galaxerna såg ut för ungefär 13 miljarder år sedan!

Bilden visar galaxgruppen SMACS 0723. Dessa tusentals galaxer är några av universums tidigast skapade. Bild: NASA, ESA, CSA, STScl

En annan fascinerande förmåga som JWST har är att den kan observera om planeter har atmosfär eller inte. På planeterna med atmosfär kommer teleskopets infraröda spektrograf kunna upptäcka tecken på liv genom att avgöra vilken typ av molekyler som finns i planeternas atmosfärer, som exempelvis syre och koldioxid. Kunskapen om planeters atmosfär kan föra oss närmare att hitta planeter som liknar jordens beboliga karaktär, det vill säga planeter som kan ge upphov till liv. Detta kan därför vara det första steget till att besvara frågan om det finns liv bortom vår planet, och i så fall var någonstans.

Det är en spännande tid att vara rymdentusiast och så lär det fortsätta vara under de kommande fem åren. Teleskopet är nämligen dimensionerat för att fortsätta att fotografera rymden under åtminstone fem år till, vilket innebär att vi har bara sett början av den rymdforskning som JWST möjliggör. James Webb-teleskopet kan komma att avslöja universums största mysterier, en bild åt gången. Dessutom läggs bilderna upp i ett allmänt arkiv. Det innebär att du kan bli en av de som gör nästa stora rymdupptäckt med hjälp av JWST-bilderna.

Följ följande länk för att komma till det öppna bildarkivet: https://www.flickr.com/photos/nasawebbtelescope/albums

Källor som användes i den här artikeln

Arias, María; 7 big questions the James Webb Telescope is about to answer; New Scientist ; 2022; https://www.newscientist.com/article/mg25533940-900-7-big-questions-the-james-webb-space-telescope-is-about-to-answer/,

Cox, Lauren; Who invented the telescope?; Space.com ; 2021; https://www.space.com/21950-who-invented-the-telescope.html,

NASA; Webb vs Hubble Telescope; James Webb Space Telescope ; https://jwst.nasa.gov/content/about/comparisonWebbVsHubble.html,