Du sidder udenfor og stirrer på en klar nattehimmel med massevis af små, lysende prikker.
Tankerne glider over i forestillinger om universet. Om de milliarder af stjerner, enorme galakser og ufattelige afstande.
Hvad er der derude? Hvordan begyndte det hele?
Siden vi mennesker har haft fantasien til at forestille os, hvad stjernehimlen gemmer på, har vi forsøgt at finde svarene. Lige nu er de sidste forberedelser i gang til et megaprojekt, der skal få os tættere på nogle af de svar end nogensinde før.
Hvis alt går efter planen, skal verdens største og dyreste rumteleskop opsendes. den 25. december - klokken 13.20 dansk tid.
Teleskopet giver os mulighed for at se intet mindre end 13,5 milliarder år tilbage i tiden, hvor vi kan studere skabelsen af universets allerførste galakser og stjerner.
Vi kommer også til at udforske nogle af de mange planeter i andre solsystemer, vi har opdaget i løbet af de seneste 25 år.
Alt sammen på grund af årtiers forsknings- og ingeniørarbejde, som kulminerer med opsendelsen af det nærmest mytiske James Webb-teleskop.
Tankerne glider over i forestillinger om universet. Om de milliarder af stjerner, enorme galakser og ufattelige afstande.
Hvad er der derude? Hvordan begyndte det hele?
Siden vi mennesker har haft fantasien til at forestille os, hvad stjernehimlen gemmer på, har vi forsøgt at finde svarene. Lige nu er de sidste forberedelser i gang til et megaprojekt, der skal få os tættere på nogle af de svar end nogensinde før.
Hvis alt går efter planen, skal verdens største og dyreste rumteleskop opsendes. den 25. december - klokken 13.20 dansk tid.
Teleskopet giver os mulighed for at se intet mindre end 13,5 milliarder år tilbage i tiden, hvor vi kan studere skabelsen af universets allerførste galakser og stjerner.
Vi kommer også til at udforske nogle af de mange planeter i andre solsystemer, vi har opdaget i løbet af de seneste 25 år.
Alt sammen på grund af årtiers forsknings- og ingeniørarbejde, som kulminerer med opsendelsen af det nærmest mytiske James Webb-teleskop.
Med en diameter på 6,5 meter er James Webbs hovedspejl langt større end spejlet på dets forgænger Hubble-teleskopet. Det gør, at James Webb kan se langt mere fjerne og lyssvage objekter.
Teknologien ombord på rumteleskopet skal blandt andet gøre os klogere på, om andre planeter har potentialet til at rumme liv, som vi kender det på Jorden.
- Vi går et kæmpe skridt fra at vide ingenting til faktisk at kunne beskrive de her planeter, siger Lars A. Buchhave, der er professor og astrofysiker ved DTU Space på Danmarks Tekniske Universitet.
Men forskerne har nerver på. Alt skal nemlig spille under både opsendelsen og rejsen i rummet. Går det galt, kan det betyde flere års forgæves arbejde og mange milliarder af spildte kroner.
Her får du et indblik i, hvordan James Webb-teleskopet med sit enorme guldspejl kan hjælpe os med at finde svar på nogle af de største og mest gådefulde spørgsmål i universet.
- Vi går et kæmpe skridt fra at vide ingenting til faktisk at kunne beskrive de her planeter, siger Lars A. Buchhave, der er professor og astrofysiker ved DTU Space på Danmarks Tekniske Universitet.
Men forskerne har nerver på. Alt skal nemlig spille under både opsendelsen og rejsen i rummet. Går det galt, kan det betyde flere års forgæves arbejde og mange milliarder af spildte kroner.
Her får du et indblik i, hvordan James Webb-teleskopet med sit enorme guldspejl kan hjælpe os med at finde svar på nogle af de største og mest gådefulde spørgsmål i universet.
- Et fem-lags solskjold holder temperaturen nede på -223 grader. På den måde forstyrrer Solens varmestråling ikke teleskopets målinger.
- Instrumenterne MIRI, NIRCam, NIRSpec og FGS laver de observationer, som forskerne skal bruge til at studere forskellige fænomener i universet.
- Hovedspejlet består af 18 spejle belagt med guld. Spejlet kan opfange lys fra meget lyssvage objekter.
- Et sekundært spejl modtager lyset fra hovedspejlet og sender det videre til rumteleskopets instrumenter.
- Antenne sender data ned til Jorden.
HVORDAN OPSTOD GALAKSERNE?
Jo længere vi kigger ud i universet, desto længere kigger vi også tilbage i tiden.
Det skyldes, at lyset fra de mange stjerner og galakser, som vi kan se, har været længe om at ramme Jorden. For selvom lyset rejser med cirka 300.000 kilometer i sekundet, er afstandene i rummet enorme, og lyset er længe om at nå os.
Forskere studerer derfor fortiden, når de udforsker rummet via teleskoper. Og nu kommer de et godt stykke tilbage. Faktisk næsten helt tilbage til begyndelsen.
- Vi kommer helt tilbage til det tidspunkt, hvor universet, ifølge teorier, går fra at være en meget ensartet, varm suppe af hydrogen og helium til lige pludselig at være fyldt med stjerner og galakser, siger professor Sune Toft fra Cosmic Dawn Centre (DAWN) ved Niels Bohr Institutet.
- Lige nu ved vi simpelthen ikke, hvordan galakserne først blev dannet. Det håber vi på at blive klogere på snart, fortsætter Sune Toft.
Jo længere vi kigger ud i universet, desto længere kigger vi også tilbage i tiden.
Det skyldes, at lyset fra de mange stjerner og galakser, som vi kan se, har været længe om at ramme Jorden. For selvom lyset rejser med cirka 300.000 kilometer i sekundet, er afstandene i rummet enorme, og lyset er længe om at nå os.
Forskere studerer derfor fortiden, når de udforsker rummet via teleskoper. Og nu kommer de et godt stykke tilbage. Faktisk næsten helt tilbage til begyndelsen.
- Vi kommer helt tilbage til det tidspunkt, hvor universet, ifølge teorier, går fra at være en meget ensartet, varm suppe af hydrogen og helium til lige pludselig at være fyldt med stjerner og galakser, siger professor Sune Toft fra Cosmic Dawn Centre (DAWN) ved Niels Bohr Institutet.
- Lige nu ved vi simpelthen ikke, hvordan galakserne først blev dannet. Det håber vi på at blive klogere på snart, fortsætter Sune Toft.
Grunden til, at James Webb kan kigge så langt tilbage i tiden, er, at det kan opfange infrarødt lys, hvilket har en længere bølgelængde end det lys, vi mennesker er i stand til at se.
I takt med, at universet udvider sig, bliver lyset fra nogle af de første og fjerneste stjerner infrarødt.
- Det skyldes et fænomen, som hedder rødforskydning. Når noget bevæger sig væk med en vis hastighed, så bliver lyset rødforskudt forstået på den måde, at bølgelængderne bliver længere, siger Sune Toft og fortætter:
- Der er så en direkte sammenhæng mellem, hvor hurtigt galaksen, der udsender lyset, bevæger sig væk fra os, og hvor langt væk den er, fordi universet udvider sig.
Ifølge Sune Toft, der selv kommer til at analysere data fra James Webb, bliver det kæmpestort at få teleskopet i rummet.
- Vi går simpelthen en størrelsesorden op i, hvad der er muligt at finde ud af, siger han.
Udover at kigge på galakser og stjerner skal James Webb blandt andet også bruges til at studere sorte huller, og så skal det kigge på de såkaldte exoplaneter. Det vil sige planeter, der kredser om andre stjerner end Solen.
I takt med, at universet udvider sig, bliver lyset fra nogle af de første og fjerneste stjerner infrarødt.
- Det skyldes et fænomen, som hedder rødforskydning. Når noget bevæger sig væk med en vis hastighed, så bliver lyset rødforskudt forstået på den måde, at bølgelængderne bliver længere, siger Sune Toft og fortætter:
- Der er så en direkte sammenhæng mellem, hvor hurtigt galaksen, der udsender lyset, bevæger sig væk fra os, og hvor langt væk den er, fordi universet udvider sig.
Ifølge Sune Toft, der selv kommer til at analysere data fra James Webb, bliver det kæmpestort at få teleskopet i rummet.
- Vi går simpelthen en størrelsesorden op i, hvad der er muligt at finde ud af, siger han.
Udover at kigge på galakser og stjerner skal James Webb blandt andet også bruges til at studere sorte huller, og så skal det kigge på de såkaldte exoplaneter. Det vil sige planeter, der kredser om andre stjerner end Solen.
DE FØRSTE SKRIDT I JAGTEN PÅ LIV
Siden vi opdagede den første exoplanet i 1995, er vi blevet en del klogere.
I dag ved vi, at der findes exoplaneter overalt i universet, og mere end hver anden stjerne har en planet på størrelse med Jorden, som kredser i den såkaldte guldlokzone. Det vil sige en afstand til stjernen, hvor vand vil kunne eksistere i flydende form.
Når James Webb bliver sendt op, har forskerne udvalgt bestemte exoplaneter, de vil undersøge. Det drejer sig blandt andet om en række planeter, der kredser om en dværgstjerne med navnet Trappist-1.
For at finde ud af, om der er tegn liv på netop Trappist-1-planeterne, er forskerne nødt til at blive klogere på planeternes atmosfære.
- Det kan være, at de slet ikke har en atmosfære. Men det kan også være, at de har en sprudlende atmosfære, som kan huse liv, som vi kender det på Jorden. Det er det, vi skal finde ud af, siger Lars A. Buchhave, der selv skal være med til at undersøge en af Trappist-planeterne (dog ikke en af dem, som er i guldlokzonen).
Når teleskopet opfanger en exoplanet, der bevæger sig ind foran sin stjerne, vil lyset fra stjernen passere gennem planetens atmosfære.
Lyset opfører sig forskelligt afhængigt af, hvad atmosfæren består af. Det kan forskerne se ved hjælp af et spektrometer.
- Visse farver bliver absorberet af bestemte molekyler og atomer i atmosfæren på planeten. Det kan afsløre nogle af de molekyler, atmosfæren består af, siger Lars A. Buchhave.
Ud fra mængden af lys, der mangler i spektret, kan forskerne regne ud, hvilke molekyler der er tale om, og hvor stor en del af atmosfæren, de udgør.
Siden vi opdagede den første exoplanet i 1995, er vi blevet en del klogere.
I dag ved vi, at der findes exoplaneter overalt i universet, og mere end hver anden stjerne har en planet på størrelse med Jorden, som kredser i den såkaldte guldlokzone. Det vil sige en afstand til stjernen, hvor vand vil kunne eksistere i flydende form.
Når James Webb bliver sendt op, har forskerne udvalgt bestemte exoplaneter, de vil undersøge. Det drejer sig blandt andet om en række planeter, der kredser om en dværgstjerne med navnet Trappist-1.
For at finde ud af, om der er tegn liv på netop Trappist-1-planeterne, er forskerne nødt til at blive klogere på planeternes atmosfære.
- Det kan være, at de slet ikke har en atmosfære. Men det kan også være, at de har en sprudlende atmosfære, som kan huse liv, som vi kender det på Jorden. Det er det, vi skal finde ud af, siger Lars A. Buchhave, der selv skal være med til at undersøge en af Trappist-planeterne (dog ikke en af dem, som er i guldlokzonen).
Når teleskopet opfanger en exoplanet, der bevæger sig ind foran sin stjerne, vil lyset fra stjernen passere gennem planetens atmosfære.
Lyset opfører sig forskelligt afhængigt af, hvad atmosfæren består af. Det kan forskerne se ved hjælp af et spektrometer.
- Visse farver bliver absorberet af bestemte molekyler og atomer i atmosfæren på planeten. Det kan afsløre nogle af de molekyler, atmosfæren består af, siger Lars A. Buchhave.
Ud fra mængden af lys, der mangler i spektret, kan forskerne regne ud, hvilke molekyler der er tale om, og hvor stor en del af atmosfæren, de udgør.
KAN MÅSKE BEKRÆFTE LIV I VORES LEVETID
Ifølge Lars A. Buchhave kan der gå noget tid, før vi får nogle klare svar på, om der er tegn på liv på nogle af exoplaneterne.
- Det bliver nok noget med, at der kommer nogle resultater, og så bliver de så senere tilbagevist. Og sådan vil der nok være en periode, hvor det går lidt frem og tilbage, siger han.
Desuden er der en udfordring med James Webb-teleskopet i forhold til at finde tegn på liv.
- Fordi teleskopet er lavet til at kigge på infrarødt lys, er det faktisk utrolig dårlig til at kigge på ilt, som er den store biosignatur i vores atmosfære på Jorden. Iltmolekyler ligger nemlig på grænsen til at kunne ses i infrarødt lys, siger Lars A. Buchhave.
Ifølge Lars A. Buchhave kan der gå noget tid, før vi får nogle klare svar på, om der er tegn på liv på nogle af exoplaneterne.
- Det bliver nok noget med, at der kommer nogle resultater, og så bliver de så senere tilbagevist. Og sådan vil der nok være en periode, hvor det går lidt frem og tilbage, siger han.
Desuden er der en udfordring med James Webb-teleskopet i forhold til at finde tegn på liv.
- Fordi teleskopet er lavet til at kigge på infrarødt lys, er det faktisk utrolig dårlig til at kigge på ilt, som er den store biosignatur i vores atmosfære på Jorden. Iltmolekyler ligger nemlig på grænsen til at kunne ses i infrarødt lys, siger Lars A. Buchhave.
Fem andre exoplanet-projekter
- TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) kredser lige nu om Jorden og leder efter exoplaneter omkring de stjerner, der er tættest på vores eget solsystem.
- CHEOPS (CHaracterising ExOPlanets Satellite) er et rumteleskop, hvis mission blandt andet er at lave målinger af exoplaneters størrelser.
- PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars) er et kommende rumteleskop, der ligesom TESS skal lede efter planeter omkring de klare stjerner. Men det skal særligt kigge på planeter med lange kredsløb, som minder om Jordens kredsløb om Solen.
- ELT (Extremely Large Telescope) bliver verdens suverænt største teleskop. Fra Jorden skal det undersøge flere fænomener i universet. Blandt andet exoplaneter.
- The Nancy Grace Roman Space Telescope er et kommende rumteleskop, der skal svare på spørgsmål om mørk energi og opdage exoplaneter.
Det problem bliver dog løst, når vi får bygget nogle af de kommende teleskoper.
- For eksempel kan Extremely Large Telescope (ELT), som er ved at blive bygget nu, måske finde frem til, om der er ilt i atmosfæren på de her planeter på størrelse med Jorden, siger han.
Eksisterer der liv på nogle af de exoplaneter, som forskerne har i kikkerten, kan vi få det bekræftet i vores levetid, mener Lars A. Buchhave:
- Hvis altså vi vil bruge pengene på det. Det hele kommer an på, hvor mange ressourcer, vi er villige til at bruge, siger han.
Verdens største landteleskop, Extremely Large Telescope (ELT), er ved at blive bygget i Atacamaørkenen i Chile. Teleskopet, hvis spejl bliver 39 meter i diameter, vil kunne suge 25 gange mere lys til sig end det nuværende Very Large Telescope i Chile.
MÅ BARE IKKE GÅ GALT
Opsendelsen af James Webb-teleskopet er blevet udsat op til flere gange. Og prisen på byggeriet er steget og steget, siden det blev besluttet at bygge teleskopet tilbage i midten af 90’erne.
Teleskopet har været ramt af flere fejl. Blandt andet havde man på et tidspunkt brugt et forkert rensemiddel til nogle ventiler.
Der har også været tekniske fejl. For nogle år siden blev opsendelsen udskudt på grund af tekniske problemer med solskærmen.
Der var problemer med at folde skjoldet ud. Det er nemlig så stort, at det er nødt til at blive foldet flere gange for at kunne være i den raket, teleskopet skal sendes op med.
I dag er projektet vurderet til at havet kostet op mod 10 milliarder dollars (cirka 63 milliarder kroner). Det er en stor stigning fra den halve milliard dollars, man i sin tid antog, det ville koste.
Men det er ikke uden grund, at man bruger ekstra lang tid på byggeriet. Når først teleskopet bliver sendt op, kan vi nemlig ikke lige sådan reparere det.
Opsendelsen af James Webb-teleskopet er blevet udsat op til flere gange. Og prisen på byggeriet er steget og steget, siden det blev besluttet at bygge teleskopet tilbage i midten af 90’erne.
Teleskopet har været ramt af flere fejl. Blandt andet havde man på et tidspunkt brugt et forkert rensemiddel til nogle ventiler.
Der har også været tekniske fejl. For nogle år siden blev opsendelsen udskudt på grund af tekniske problemer med solskærmen.
Der var problemer med at folde skjoldet ud. Det er nemlig så stort, at det er nødt til at blive foldet flere gange for at kunne være i den raket, teleskopet skal sendes op med.
I dag er projektet vurderet til at havet kostet op mod 10 milliarder dollars (cirka 63 milliarder kroner). Det er en stor stigning fra den halve milliard dollars, man i sin tid antog, det ville koste.
Men det er ikke uden grund, at man bruger ekstra lang tid på byggeriet. Når først teleskopet bliver sendt op, kan vi nemlig ikke lige sådan reparere det.
James Webb skal placeres i Lagrange-punkt L2, som er 1,5 millioner kilometer fra Jorden. Her vil det kunne se meget længere ud i universet end forgængeren Hubble-teleskopet, som kun kredser 547 kilometer over Jordens overflade. Den Internationale Rumstation er omkring 400 kilometer over Jorden. Den gennemsnitlige afstand fra Jorden til Månen er cirka 384.400 kilometer.
For teleskopet skal placeres omkring 1,5 millioner kilometer fra Jorden
- Og så langt væk kan vi slet ikke sende mennesker ud, hvis det skal repareres. Så alt skal bare spille, inden det bliver sendt op, siger Lars A. Buchhave.
Derfor er der nerver på hos forskerne både før og efter opsendelsen.
- Det ville være en katastrofe, hvis det gik galt, siger Lars A. Buchhave.
Går alt efter planen, vil James Webb til gengæld give os en hel særlig indsigt i universets barndom og levere ny viden om nogle af de mystiske verdener, der gemmer sig langt væk fra Jorden.
Det bliver startskuddet til en ny æra inden for astronomi.
- Og så langt væk kan vi slet ikke sende mennesker ud, hvis det skal repareres. Så alt skal bare spille, inden det bliver sendt op, siger Lars A. Buchhave.
Derfor er der nerver på hos forskerne både før og efter opsendelsen.
- Det ville være en katastrofe, hvis det gik galt, siger Lars A. Buchhave.
Går alt efter planen, vil James Webb til gengæld give os en hel særlig indsigt i universets barndom og levere ny viden om nogle af de mystiske verdener, der gemmer sig langt væk fra Jorden.
Det bliver startskuddet til en ny æra inden for astronomi.
Credit
Artiklen er udgivet 22. december, 2021
Tekst: Allan Nisgaard
Grafisk design: Ingeborg Munk Toft
Udvikling: Jesper Winther, Casper Glumsøe Bach og Tommy Faldt Pedersen
Redaktør: Lasse From
Billedkilder: NASA, Colourbox
