Det nærmer seg oppskyting for James Webb-teleskopet. Etter planen skal det sendes opp i bane våren 2019. De første 13 forskningsprosjektene som astronomene skal bruke teleskopet til, ble offentliggjort i november.

Håkon Dahle fra Institutt for teoretisk astrofysikk ved UiO er blant de første astronomene som skal bruke teleskopet. Han deltar i en forskergruppe som skal studere stjernedannelse i fjerne galakser. Dahle har tidligere observert flere ganger med Hubble-teleskopet.

Fra Hubble til Webb

Det rombaserte Hubble-teleskopet revolusjonerte den observasjonelle astronomien da det ble sendt opp i sin bane rundt jorda i april 1990. Siden den gang har teleskopet gått i bane 600 kilometer over Jordas overflate, med blikket rettet mot stjernene. Fra banen sin utenfor jordas forstyrrende atmosfære sender romteleskopet oss skarpere bilder av stjerner, planeter og galakser enn noe optisk teleskop her nede på bakken kan gi. 

Det nærmer seg 30 år siden Hubble-teleskopet ble sendt opp. I løpet av denne tiden har astronomer tatt mer enn 1,3 millioner bilder med Hubble, og disse observasjonene har gitt opphav til over 15 000 vitenskapelige artikler.

Selv om det ikke lenger helt unge teleskopet fortsetter å gi fantastiske bilder og viktige bidrag til forskning, er det ikke til å komme fra at de fleste astronomer nå venter i forventningsfull spenning på Hubbles arvtager, James Webb-teleskopet.

James Webb skal etter planen sendes opp i bane rundt jorda våren 2019. Det første som skjer etter oppskyting, er at teleskopet foldes ut – og deretter at bakkekontrollmannskapet bruker et halvt år på diverse testing av instrumenter. Så begynner den første syklusen med vitenskapelige observasjoner. 

• Les også: Verdens største romteleskop-speil er nesten ferdig

Neste generasjons teleskop

James Webb er neste generasjons romteleskop. Teknologien har utviklet seg voldsomt siden Hubble ble bygget. Speilet på James Webb er større; 6,5 meter i diameter, mot 2,4 meter for Hubble. Et større speil gir større evne til å samle lys, noe som betyr skarpere og klarere bilder.

James Webb-teleskopet vil også kunne fange opp infrarød stråling med bølgelengder som er opptil 18 ganger lengre enn de lengste bølgelengdene som fanges opp av Hubble. I disse bølgelengdeområdene i den infrarøde delen av det elektromagnetiske spektrum vil instrumentene på James Webb være mellom ti og tusen ganger mer følsomme enn noen eksisterende instrumenter på bakken eller i verdensrommet.

Vanskelig å få observasjonstid

For å få observasjonstid på et romteleskop, må astronomer sende inn søknad om å få tildelt et tidsvindu der teleskopet rettes mot akkurat det astronomiske objektet de er interessert i å studere. I søknadene må forskerne beskrive og forklare i detalj hvorfor akkurat dette prosjektet har behov for akkurat disse instrumentene.

Prosjektene som blir de aller første til å bruke James Webb, har stor faglig spennvidde: fra Jupiters måner og planeter rundt andre stjerner til sorte hull, galaksehoper og fjerne galakser. De ulike prosjektene skal være representative for den typiske vitenskapen som teleskopet kan bidra til. 

– Det var totalt 106 prosjekter som søkte om tid i denne første runden til James Webb, forteller Håkon Dahle.

– Prosjektet vårt fikk tildelt 50 av de 460 observasjonstimene som ble delt ut i denne omgang.

• Les også: James Webb-romteleskopet ferdig

Skal se på stjernedannelse i universets ungdom

Når det blir hans tur, skal Håkon Dahle og de andre forskerne i prosjektet rette James Webb mot fire fjerne galakser.

– Dette er galakser vi kjenner til fra før, forteller Dahle.

– Vi har valgt dem ut på grunn av at de er spesielt lyssterke, de inneholder områder hvor det pågår dannelse av nye stjerner, og deres utstrekning på himmelen passer godt til instrumentene på James Webb.

Lyset fra disse galaksene har brukt mellom ni og tolv milliarder år på å nå fram til oss, det vil si at vi ser tilbake til en epoke da universet var mellom en niendedel og en tredjedel av sin nåværende alder. Det var i denne epoken i universets historie det ble dannet flest stjerner.

Pionerene får ekstraarbeid

Galaksene som Dahle og kollegene har valgt ut, er gravitasjonslinset. Det betyr at lyset fra de fjerne galaksene har passert mer nærliggende galakser eller galaksehoper på sin ferd mot oss. En galaksehop er en samling av flere galakser. Lyset fra de fjerne galaksene er blitt avbøyd på grunn av det massive tyngdefeltet til galaksen eller galaksehopen.

Gravitasjonslinsing skaper optiske fenomener, som at galaksene i bakgrunnen blir fordreid til avlange buer. Lyset fra galaksene kan også bli forsterket.

Dahle skal undersøke stjernedannelse i galaksene som blir gravitasjonslinset. Disse områdene av galaksene blir mulige å studere takket være både gravitasjonslinseeffekten og instrumentene på James Webb.

Det er en del arbeid involvert med å være pionerer på et såpass stort prosjekt.

– Både reduserte data fra våre observasjoner og tilhørende software skal tilrettelegges og være tilgjengelig for andre forskere før den andre ordinære utlysningsrunden for observasjonsprosjekter med James Webb-teleskopet, forteller Dahle.

– Så det blir en del jobb, men man får jo anledning til å være aller først ute!

• Les også: Se verdens kraftigste romteleskop bli bygget

Kan ikke se hverandres galakser

Dahle forteller at observasjonene fra James Webb også vil skape en bro mellom to forskningsgrupper.

Astronomer som observerer galakser i helt ulike deler av det elektromagnetiske spekteret, kan ikke nødvendigvis se hverandres galakser. To av de fire galaksene som Dahle og kollegaene skal observere med James Webb, ble oppdaget gjennom observasjoner i synlig lys med Nordisk Optisk Teleskop, mens de to andre ble oppdaget gjennom observasjoner i mikrobølgeområdet med South Pole Telescope.

Mikrobølgegalaksene er ikke observerbare i synlig lys fordi nydannede stjerner i galaksene er innhyllet i store mengder støv som skygger for det synlige lyset.

De vil imidlertid være observerbare i infrarødt lys, som James Webb kan registrere.