Det mye omtalte James Webb-teleskopet har vært en del av hverdagen til NASA-forsker Jonathan P. Gardner helt siden 1990-tallet. Han er vitenskapelig nestleder for teleskopet og en av hjernene bak det gigantiske prosjektet.

– Da jeg først begynte å jobbe med dette i 1998, ble min første sønn født, sier han til forskning.no. 

Hans andre sønn ble født i 2004, mens de arbeidet med å sette de vitenskapelige målene for James Webb-teleskopet. 

– Og så brukte vi 20 år på å bygge teleskopet mens barna mine ble voksne. 

Sendt ut for å gjøre store ting

– Rundt den samme tiden teleskopet ble skutt opp i rommet, sendte jeg min yngste sønn av gårde på universitetet. 

Gardner forteller at han opplevde noen av de samme følelsene. 

– Du gjør ditt beste for å forberede både barnet eller teleskopet på komme seg ut. Og så drar de ut og gjør store ting. 

Og nå er altså James Webb-romteleskopet godt plassert ute i rommet. I desember 2021 ble det endelig skutt opp. 

les også

James Webb-teleskopet lar oss se universet på en helt ny måte

Da hadde det vært på tegneblokka siden 1990-tallet, og oppskytningen hadde allerede blitt flyttet mange ganger. Nå er observasjonene og det vitenskapelige arbeidet i gang. 

– Det er selvfølgelig veldig spennende, sier Jonathan Gardner. 

En lang og vanskelig vei

Det ekstremt komplekse prosjektet ble satt i gang for å se så langt tilbake i universets historie som denne teknologien tillot. 

Du kan lese mer om bakgrunnen og den kostbare veien fram mot oppskytning på forskning.no. 

Alt måtte klaffe under oppskytningen og reisen ut. Forskerne, ingeniørene og planleggerne hos NASA og Den europeiske romorganisasjonen, ESA, fikk ingen ny sjanse hvis det gikk galt første gang. 

Teleskopet ble skutt opp fra den europeiske oppskytningsbasen i Fransk Guyana på en europeisk Ariane 5-rakett. 

Det ble sendt opp i en sammenbrettet pakke og måtte foldes ut på perfekt vis i løpet av en periode kalt «30 days of terror». 

Teleskopet ble sendt ut av jordens atmosfære og helt ut til et punkt utenfor månens bane. Der skulle det ligge beskyttet mot forstyrrelser fra både jorden og solen og observere blant annet de eldste galaksene.

Det gikk som det skulle. Teleskopet foldet seg ut, og arbeidet med å teste og så smått begynne å bruke teleskopet, begynte. De første resultatene kom i fjor sommer. 

Og hvordan går det nå?

Kan fungere lenger enn antatt

– Alt fungerer bra, og noen ting fungerer til og med bedre enn vi forventet eller planla, sier Jonathan Gardner.

Han var nylig i Oslo, da han holdt årets Birkeland-forelesning. Gardners forelesning kan sees i sin helhet på sidene til Videnskaps-Akademiet. 

Et sentralt spørsmål har vært hvor lenge James Webb kan fungere. Det ekstremt avanserte instrumentet er plassert så langt fra jorden at det ikke er mulig å nå for bemannede oppdrag. Det er ikke designet for å kunne repareres eller oppgraderes. 

Teleskopet har en viss mengde drivstoff for å holde seg i bane. Uten drivstoff vil teleskopet drive av gårde i rommet uten styring, og det vil ikke være mulig å bruke det til vitenskapelig arbeid lenger. 

– Vi testet alt på teleskopet for at det skulle ha en levetid på fem år, men at det kunne holde i det dobbelte. 

Derfor hadde teleskopet opprinnelig drivstoff til å holdes i gang i ti år. Det kunne ha vart enda kortere enn dette hvis det hadde vært problemer med oppskytningen eller plasseringen av teleskopet og det måtte bruke mye drivstoff for å finne banen sin. 

– Var nesten perfekt

– Det viste seg at oppskytningen var nesten perfekt, mye nærmere perfekt enn vi hadde noen grunn til å håpe på, sier Gardner. 

Dette henger sammen med at teleskopet ble skutt opp på et svært fordelaktig tidspunkt, slik at det kunne utnytte jordens og månens posisjon for å bruke så lite brennstoff som mulig. 

Til sammen betyr det at teleskopet nå har en levetid på hele 20 år. Men dette er lang tid. 

– Rommet er et veldig fiendtlig miljø, og vi venter noe degradering over tid. 

Enda skarpere enn de trodde

Denne degraderingen gjør også at NASA bygget teleskopet med relativt store marginer i bakhodet. Dermed ble blant annet speilene laget enda bedre enn de trengte å være.

Gardner forteller at bildene fra teleskopet er enda skarpere enn forventet på grunn av disse marginene. 

Teleskopet fungerer ved at lys fra et fjernt objekt blir samlet i teleskopets speil. Kvaliteten på speilene spiller blant annet inn på hvor skarpe bildene blir. 

– Men ting varer ikke for alltid i rommet, og 20 år er en lang periode. 

Nå ser både forskerne og publikum egentlig kun begynnelsen av Webbs vitenskapelige karriere. 

Tenkte ikke så mye på eksoplaneter

James Webb-teleskopet har noen klare vitenskapelige mål, som du kan lese mer om på NASAs hjemmesider.

Jonathan Gardner hevder at noen av målene er allerede innfridd og noen er underveis. 

Dette handler blant annet om å undersøke flere aspekter ved svært tidlige epoker i universets historie, som tiden etter at de første stjernene ble tent. Dette er objekter som aldri har blitt sett før. Du kan lese mer om noe av denne forskningen på forskning.no.

Det er fortsatt et åpent spørsmål om James Webb kommer til å se de aller første galaksene i universet, og James Gardner understreker at dette er et komplisert og stort spørsmål. 

Et annet viktig vitenskapelig mål er å undersøke eksoplaneter - altså planeter utenfor vårt solsystem. James Webb er sensitiv nok til å kunne måle grunnstoffer i atmosfæren til planeter som ligger mange lysår unna. 

Til nå er det for eksempel blitt kjent at flere potensielt interessante planeter ikke har atmosfære i det hele tatt, som du kan lese mer om på forskning.no. 

Webb har også målt CO₂ i atmosfæren til en eksoplanet for første gang. 

Men da Gardner var med på å formulere de vitenskapelige målene, var kunnskapen om eksoplaneter en helt annen enn i dag. 

– Nå brukes Webb til å undersøke eksoplaneter i rundt 25 prosent av tiden, men dette tenkte vi ikke noe særlig på da vi skrev ned de vitenskapelige målene. 

Gardner trekker fram at de kun visste om noen svært få eksoplaneter for rundt 20 år siden, men nå er det mange hundre som er oppdaget ved at de går foran sin egen stjerne. 

Og nå er dette blant hovedområdene til James Webb-teleskopet.

En vitenskapelig revolusjon?

James Webb brukes også til å undersøke sentrale og store spørsmål i moderne kosmologi. 

For kort tid siden annonserte en forskergruppe nye målinger som bidrar til å anslå hvor fort universet utvider seg, ifølge blant andre Space.com. 

Dette kalles Hubble-konstanten, og mange år med arbeid og forskjellige metoder har gitt to forskjellige anslag på hvor fort utvidelsen skjer. 

Disse målingene burde være like, men det tyder kanskje på at det er noe forskerne og kosmologene ikke forstår om fysikken der ute. Dette har blitt kalt «krisen i kosmologien».

– Det føles nesten som tiden før en vitenskapelig revolusjon, sier Johanathan Gardner om de nye forskningsresultatene. 

Han sammenligner det med at Einsteins relativitetsteori måtte til for å forklare noen til da uforklarlige avvik i Merkurs bane rundt solen. Denne revolusjonen skjedde på begynnelsen av 1900-tallet, da relativitetsteorien ble den dominerende forståelsen av universet på de store skalaene. 

Spørsmålet er om avviket i Hubble-konstanten også peker på ukjent fysikk eller noe annet ukjent ved universet. 

Har vist at det ikke var en målefeil

Gardner trekker fram at Webb nå er brukt til å undersøke resultater fra Hubble-teleskoper, om såkalte kefeider. Dette er en stjernetype som er svært viktige for å anslå avstander i rommet og dermed som grunnlag for å regne ut Hubblekonstanten. 

– Webb var med på å minske feilmarginen og har nå vist at resultatene fra Hubble ikke er en målefeil.  

Det er forskeren Adam Riess som har ledet arbeidet med disse målingene. Riess og hans gruppe har jobbet med dette temaet i lang tid, og Riess var med på å motta Nobelprisen  i 2011 for oppdagelsen av at universet utvider seg raskere og raskere.

Gardner understreker også at forskerne som jobber med disse problemstillingene, ikke er ferdige med å bruke James Webb-teleskopet. 

Framtiden?

Selv om forskerne nylig har begynt å bruke James Webb-teleskopet til observasjoner, er det allerede flere nye planer om romteleskoper. 

NASA skal om få år sende opp Roman-romteleskopet. Dette teleskopet skal se på en stor del av nattehimmelen samtidig og blant annet brukes til å lete etter flere eksoplaneter. 

Dette teleskopet er i de siste fasene før det skal opp i rommet, noe som skal skje i 2027, ifølge romfartsorganisasjonen. 

Det er også andre, mindre håndfaste planer som ligger langt inn i framtiden. Gardner trekker fram planen om Habitable Worlds Observatory. Dette er arvtageren til James Webb. Den har en over 20 år lang utviklingstid foran seg - hvis det blir noe av. 

Gardner forteller at kongressen ikke har godkjent finansieringen av dette teleskopet ennå. Hovedoppdraget til dette teleskopet er å se etter  biomarkører - altså klare spor etter mulig liv på eksoplaneter rundt andre stjerner. 

Men dette er foreløpig på tegneblokken. Først har forskerne mange år med James Webb-forskning foran seg. 

Les også:

James Webb har tatt fantastiske bilder av verdens­rommet i ett år. Her er noen av de flotteste

Ny James Webb-oppdagelse kan endre vitenskapen, ifølge forsker. – Min første tanke var at vi hadde gjort en feil

Få med deg ny forskning

MELD DEG PÅ VÅRT NYHETSBREV HER!