Et unikt samarbejde mellem DTU Space på DTU og Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet sikrer markant dansk deltagelse i rumteleskopet James Webb Space Telescope, som ledes af ESA, NASA og det canadiske rumagentur. James Webb Space Telescope skal efter planen sendes ud i rummet den 22. december. (ESA har 15. december oplyst, at opsendelsen er udsat fra 22. til tidligst 24. december).
Hvis alt går efter planen, opsendes en Ariane 5 raket fra den europæiske rumhavn i Kourou i Fransk Guyana to dage før juleaften og bringer en af verdens hidtil største og mest unikke missioner ud i rummet.
Det er rumteleskopet James Webb Space Telescope, der skal sendes afsted ud i en bane 1,5 millioner km fra jorden. Herfra skal det gigantiske teleskop udforske de fjerneste dele af universet i hidtil uset detaljeringsgrad og udforske jordlignende planeters atmosfærer for første gang.
“Vi har arbejdet på James Webb Space Telescope-projektet en årrække i et omfattende globalt samarbejde og er involveret i mange aspekter af missionen. Så vi ser med spænding frem til, at teleskopet nu skal sendes i rummet,” siger Thomas R. Greve, der er professor på DTU Space og leder DTU’s arbejde på James Webb-projektet.
DTU og andre danske universiteter bidrager til missionen og spiller en vigtig rolle. DTU Space har bidraget til teleskopet med udvikling, design, konstruktion og test af et ophæng i kulfiber til det instrument, der kaldes MIRI. Og DTU’s forskere er også med i front, når teleskopet begynder at sende data tilbage til jorden, som skal analyseres.
Astronomer på grundforskningscentret Cosmic Dawn Center (DAWN), som er et samarbejde mellem DTU Space og Niels Bohr Institutet, leder observationsprogrammer på James Webb-teleskopet. I dette program forskes i det tidlige univers og dannelsen af de første galakser.
“Samarbejdet om DAWN-centret betyder, at begge universiteter står meget stærkt i det her projekt. Det er allerede en succes for dansk forskning, at vi har fået mange timers observationstid tidligt i forløbet, hvilket er afgørende for at være med i front med nye banebrydende opdagelser. Med James Webb-teleskopet får vi mulighed for at identificere og udforske tusindvis af både nye og meget sjældne galakser i det tidlige univers,” siger Thomas R. Greve.
Han suppleres af professor Sune Toft fra Niels Bohr Institutet.
”Vi forventer at gøre en række nye og spændende opdagelser om universet. Men med en så stor undersøgelse som den her, bliver det formentlig nogle, som vi endnu ikke har været i stand til at forestille os. Det er, hvad astronomiens historie konstant har vist os,” siger han.
Også forskere ved Dark Cosmology Centre (DARK) på Niels Bohr Instituttet og fra Aarhus Universitet er involveret i missionen.
Exoplanets atmosfære undersøges for første gang
Forskere på DTU Space har også fået observationstid til for første gang at observere atmosfæren omkring en exoplanet på størrelse med Jorden. Exoplaneter er planeter, som kredser om andre stjerner end Solen.
Det arbejde ledes af professor Lars A. Buchhave fra DTU Space, som med spænding ser frem mod de første observationer fra James Webb-teleskopet.
”Disse observationer vil signalere begyndelsen af en ny æra inden for karakterisering af jordlignende exoplaneter og vil kunne fortælle os om, hvor forskellige miljøer fra jordlignende planeter udenfor vores solsystem er. Vi vil formentlig kunne udtale os om, hvorvidt de kan være beboelige. På længere sigt kan vejen være banet for opdagelsen af biosignaturer, altså tegn på liv i exoplaneters atmosfærer,” siger han.
Et globalt forskningssamarbejde med ESA og NASA
James Webb-missionen er et af de største videnskabelige projekter i det 21. århundrede.
Forskere fra over 40 lande samarbejder om projektet, som ledes af den europæiske rumorganisation ESA, amerikanske NASA og Canadas nationale rumfartsagentur.
Arbejdet med James Webb Space Telescope blev indledt for næsten 30 år siden. Omkostningerne er vurderet til omkring 65 mia. kr.
Men inden udforskningen kan gå i gang skal James Webb-teleskopet sendes sikkert ud i rummet. Og det er en større operation.
Teleskopet skal ud til en position 1,5 millioner kilometer fra Jorden, hvilket tager en måneds tid. Derude skal det avancerede spejlsystem på 6,5 meter i diameter som udgør nøgleelementet i teleskopet, folde sig ud
Opsendelsen og udfoldningen af spejlet er blot få af de kritiske faser blandt hundredvis af andre, som systemet skal igennemfør teleskopet kan tages i brug.
”Det bliver utroligt nervepirrende på opsendelsesdagen. Og så bliver der nogle uger med venten, hvor vi bare må håbe det bedste, indtil vi får signal fra James Webb-teleskopet om, at det er på plads i rummet og fungerer som planlagt,” siger DTU-professor Thomas R. Greve.
Fakta:
Bidrag til James Webb-teleskopet fra DTU:
- Kulfiberkonstruktioner. DTU Space har i samarbejde med en privat virksomhed udviklet, designet, konstrueret og testet de særlige ophæng, der bærer instrumentet MIRI. Det består af rør i kulfiber med guld-belagte metalbeslag i enderne, som sikrer en stabil konstruktion, der udvider og sammentrækker sig mindst muligt, når den udsættes for henholdsvis varme og kulde i rummet. Og som sikrer mindst mulig varmeoverførsel fra rummet til MIRI-instrumentet, som kulfiberkonstruktionen holder på plads. DTU Space har også leveret den beskyttende indpakning, der skal til for, at instrumentet kan fungere under de ekstreme forhold i rummet.
- Udforskning af det tidlige univers. DAWN-forskere - et samarbejde mellem DTU og Københavns Universitet - leder observationsprogrammer, som skal studere den detaljerede struktur og egenskaberne af de allerførste galakser, der blev dannet i det tidlige Univers. DAWN-forskere er også stærkt repræsenteret i COSMOS-Web, som er det program, der har fået tildelt mest tid på Webb-teleskopet. COSMOS-Web skal observere over en halv million galakser og give ny viden om galaksernes fødsel, liv og død.
- Exoplaneter. Forskere på DTU Space vil undersøge atmosfæren og dermed overflademiljøet af exoplaneten TRAPPIST-1c ved hjælp af James Webb-teleskopet.
Andre deltagere: Forskere ved Århus Universitet vil undersøge hvordan supernovaeksplosioner forløber og leder til dannelsen af tungere grundstoffer og kosmisk støv. Desuden vil grundforskningscentret Center for Interstellar Katalyse (InterCat) ved Århus Universitet samt forskere fra Niels Bohr Institutet undersøge, om livets molekylære byggesten kan dannes i det interstellare rum.
Om teleskopet: James Webb Space Telescope er navngivet efter tidligere NASA-topchef James E. Webb, som stod i spidsen for det amerikanske rumagentur 1961 til 1968, hvor man arbejdede med Apollo-missionerne til månen.
James Webb-teleskopets spejl er 6,5 meter i diameter. Det er dermed tre gange større i diameter end spejlet på Hubble Space Telescope, som NASA og ESA opsendte i 1990. Det enorme spejl gør det muligt at opfange lys fra meget lyssvage objekter. Det kan indsamle seks gange mere lys end Hubble-teleskopet og dermed se langt flere detaljer og ’dybere’ ind i universet, end det hidtil har været muligt. Hvor Hubble er sensitivt ved synligt og ultraviolet lys, observerer efterfølgeren James Webb-teleskopet i det infrarøde bølgelængdeområde. Det er optimeret til at detektere især varmestråling fra exoplaneter og lys fra de allerfjerneste galakser, hvis lys på vej gennem universet bevæger sig fra ultraviolet og synligt til det infrarøde område.