Das James-Webb-Weltraumteleskop wird die wenig bekannten Orte in der Milchstraße und darüber hinaus abbilden. Hier sind nur einige der Dinge, die es zu sehen hofft, und die Technologie, die es verwenden wird, um sie zu sehen.
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JWST:Die Fakten
Vollständiger Name: James-Webb-Weltraumteleskop
Größe: 21 x 14 m (Sonnenschutz)
Startmesse: 6.200 kg
Baukosten: 10 Milliarden $
Startdatum: 31. Oktober 2021
Erwartete erste Bilder: 2–3 Monate nach dem Start
Mitarbeiter: NASA, ESA und Canadian Space Agency
Missionsdauer: 5-10 Jahre
Umlaufbahn: 1,5 Millionen km von der Erde entfernt
Die Technologie des James-Webb-Weltraumteleskops
1:Fangspiegel
Reflektiert Licht vom Primärspiegel und fokussiert es in das Integrated Science Instrument Module (ISIM).
2:Hauptspiegel
18 mit Gold beschichtete sechseckige Segmente fangen das Licht entfernter Himmelskörper ein.
3:Sonnenschutz
Er hat die Größe eines Tennisplatzes und schützt das Teleskop vor Lichtquellen wie der Sonne.
1:ISIM
Das Integrated Science Instrument Module erzeugt Bilder aus Licht, das vom Sekundärspiegel eingefangen wird.
2:Raumfahrzeugbus
Enthält die meisten Steuerungs- und Steuerungsmaschinen.
3:Sternentracker
Kleine Teleskope, die Sternmuster beobachten, um das Ausrichten des Teleskops zu erleichtern.
4:Antenne mit hoher Verstärkung
Überträgt Daten zurück zur Erde und empfängt Befehle vom Deep Space Network der NASA.
Was wird der JWST sehen?
Das frühe Universum
Das JWST wird bis etwa 200 Millionen Jahre nach dem Urknall zurückblicken können, als die ersten Sterne im Universum entstanden.
Es wird angenommen, dass die ersten Sterne riesige Riesen aus Wasserstoff und Helium waren, deren kurzes Leben in den Supernovae endete, die die schwereren Elemente erzeugten, die wir heute in jüngeren Sternen entdecken. Um diese Periode in der kosmischen Geschichte zu sehen, brauchen wir empfindliche Infrarotinstrumente, um die schwachen Lichtspuren zu erkennen, die durch Raum und Zeit gereist sind, um uns zu erreichen.
Alte Galaxien
Das JWST wird auch auf die allerersten Galaxien im Universum zurückblicken, um mehr über ihre Entwicklung zu erfahren und warum sie so vielfältig sind. Nahezu alle spiralförmigen und elliptischen Galaxien, die wir heute sehen, haben mindestens eine Kollision oder Verschmelzung mit einer anderen lokalen Galaxie erlebt.
Doch ältere Galaxien sehen völlig anders aus als ihre modernen Gegenstücke – kleiner, klumpiger, weniger strukturiert. Die Untersuchung von Galaxien kann uns auch über die Makrostruktur des Universums informieren und wie es in großem Maßstab organisiert ist.
Dunkle Materie
Es wird angenommen, dass dunkle Materie eine wichtige Rolle in der Struktur des Universums spielt, da sie die fünffache Masse normaler, baryonischer Materie wie Atome und Teilchen ausmacht. Als Gerüst des Universums betrachtet, können wir Dunkle Materie nur indirekt beobachten, indem wir messen, wie sich ihre Schwerkraft auf Sterne und Galaxien auswirkt.
Das JWST wird dunkle Materie nicht sehen können, aber es wird Gravitationslinsentechniken einsetzen, um die entferntesten Galaxien zu untersuchen und ihre Rotation auf Anzeichen dafür zu untersuchen, dass dunkle Materie im Spiel ist.
Atmosphären von Exoplaneten
Das JWST wird dazu beitragen, die große Frage zu beantworten, ob Leben jenseits der Erde existiert, indem es eine Vielzahl von Exoplaneten untersucht – Planeten außerhalb unseres Sonnensystems.
Von besonderem Interesse ist das TRAPPIST-1-System, wo sich drei seiner sieben Planeten in der bewohnbaren Zone befinden und einer möglicherweise flüssiges Wasser beherbergt. Das JWST wird den Planeten beobachten, während Licht von seinem Mutterstern die Atmosphäre des Planeten durchdringt und seine chemische Zusammensetzung und die dort vorhandenen Gase enthüllt.
Unsere Eisriesen
Während die primären wissenschaftlichen Ziele des JWST mehr in Kosmologie und Sternentstehung liegen, wird es auch einige bekannte Objekte genauer unter die Lupe nehmen – unsere Eisriesen, Neptun und Uranus.
Das JWST wird ihre atmosphärischen Temperaturen und ihre chemische Zusammensetzung kartieren, um zu sehen, wie unterschiedlich sie sind – nicht nur untereinander, sondern auch zu ihren Vettern der Gasriesen Jupiter und Saturn. Die Eisriesen sind mindestens 30-mal weiter von der Sonne entfernt als die Erde und sind die am wenigsten verstandenen Planeten in unserem Sonnensystem.
Pluto und die Objekte des Kuipergürtels
Der Zwergplanet Pluto und seine Kuipergürtel-Objekte erhalten ebenfalls etwas Beobachtungszeit.
Das JWST ist leistungsfähig genug, um solche eisigen Körper einschließlich Kometen zu untersuchen, die oft unberührte Überbleibsel aus den Tagen der Planetenentstehung unseres Sonnensystems sind und Hinweise auf die Ursprünge der Erde enthalten könnten. Es gibt seit Jahren keine geplanten Missionen zum äußeren Sonnensystem, daher werden neue Beobachtungen und Daten eine große Rolle bei der Planung zukünftiger Planetenmissionen spielen.
- Dieser Artikel erschien zuerst in Ausgabe 362 des BBC Science Focus Magazine – Hier erfahren Sie, wie Sie sich anmelden können