Varför James Webb teleskopet kan ta så detaljerade bilder hero

Varför James Webb teleskopet kan ta så detaljerade bilder

Rymdteleskopet James Webb har gett oss en fantastisk ny inblick i universum. Men har du någonsin funderat över hur Webb kan ta så detaljerade bilder? Hemligheten är ett vetenskapligt instrument som heter MIRI.
Fantomgalaxen
ESA/Webb, NASA & CSA, J. Lee and the PHANGS-JWST Team
Publicerad
2022-11-17
Dela artikel:

Rymdteleskopet James Webb kallas ofta för Hubbles efterträdare, men i verkligheten är Webb mer än så. Med det nya Mid-InfraRed Instrument (MIRI) är Webb också en efterträdare för tidigare infraröda teleskop, så som ESA:s Infrared Space Observatory och NASA:s Spitzer.

Vi ska ta en närmare titt på Webbs coolaste instrument, och hur det gör det möjligt att se mer av universum än någonsin tidigare.

Allt handlar om ljus

För att förstå James Webb, och många av de vetenskapliga instrument som finns installerade på teleskopet, behöver vi först förstå ljus.

Ljus består av elektromagnetisk strålning som rör sig på olika våglängder. Det ljus som vi kan se med våra egna ögon brukar kallas för synligt ljus, och är bara en liten del av det ljus som finns i världen. Det finns ljus med högre våglängd; så som ultraviolett strålning, röntgenstrålning och gammastrålning, och ljus med lägre våglängd; så som infraröd strålning, mikrovågor och radiovågor.

Många kosmiska objekt utstrålar infraröd strålning, som har längre våglängd än det synliga ljuset och därför är osynligt för det mänskliga ögat. Jorden utstrålar främst infrarött ljus, vilket gör att man lättare kan upptäcka jordliknande planeter med hjälp av infraröda instrument.

Örnnebulosan
NASA, ESA, CSA, STScI, J. DePasquale (STScI), A. Pagan (STScI)

MIRI:s bild av Skapelsens pelare i örnnebulosan. I varje finger av gas som sträcker sig från pelarna formas hela solsystem. 

Det infraröda spektrumet är väldigt brett och brukar därför ofta delas upp. MIRI-instrumentet är utvecklat för att uppfatta mellaninfraröda våglängder (Mid-Infrared Instrument), som gör det lättare att upptäcka kosmiska objekt som har en temperatur från 30 till 700 grader.

Med hjälp av MIRI kan vi därför tydligt se sådana objekt som ser väldigt mörka ut i synligt ljus. De dammoln som fungerar som födelseplatser för stjärnor tenderar att ha dessa temperaturer, och även molekyler blir enklare att se i mellaninfraröda våglängder.

Ett ”coolt” nytt instrument

Mellaninfraröda våglängder har hittills inte tagit upp särskilt stort utrymme i rymdforskningen. Man har istället fokuserat på det närainfraröda spektrumet.

James Webb är egentligen optimerat för närainfraröda instrument, som har en högre drifttemperatur än MIRI. Man fick därför lösa en del teknologiska utmaningar för att MIRI inte skulle påverka Webbs temperatur och de andra instrumenten.

- För att minimera värmeläckaget behövde vi använda annorlunda material för att fästa instrumentet vid teleskopet, för att minimera temperaturpåverkan från den ena sidan till den andra, säger Brian O’Sullivan, systemingenjör för MIRI-instrumentet på ESA, i ett uttalande.

Man utvecklade även en kylningsmekanism specifikt för MIRI, som hjälper till att hålla instrumentet på coola -267 grader Celsius.

En detaljerad inblick i universum

I december 2021 bar det av för James Webb. Under flera månader därefter arbetade markteamet med att förbereda alla instrument, och först i somras var teleskopet redo.

I de första bilder som släpptes från Webb kan vi se flera resultat från MIRI-instrumentet. Vi kan bland annat se det i topparna och dalarna i Carinanebulosan, i galaxgruppen Stephans kvintett, och i den södra ringnebulosan.

Carinanebulosan och galaxer
NASA, ESA, CSA, and STScI

Från vänster: Carinanebulosan, Stephans kvintett och den södra ringnebulosan som observerade av MIRI-instrumentet i kombination med James Webbs andra vetenskapliga instrument. 

Bilderna efter detta har fortsatt att höja ribban både vad gäller skönhet och vetenskap. Eftersom MIRI-instrumentet är mer avancerat än tidigare mellaninfraröda instrument blir vi även bättre på att tolka resultaten för varje bild som kommer. MIRI ger forskarna många nya perspektiv som är svåra att tyda, eftersom data är mer detaljerad än någonsin innan.

Astronomer tävlar redan om att utveckla mer detaljerade datormodeller som kan förbättra vår förmåga att avläsa och tolka mellaninfraröda våglängder.

- Det finns en stor potential för ny förståelse med MIRI. Särskilt vad gäller stjärnbildning och egenskaperna hos damm och galaxer. Det kan ta lite längre tid att tolka, men jag tror att den nya vetenskapen som kommer från MIRI kommer att bli betydande, säger Sarah Kendrews, instrument- och kalibreringsforskare på ESA.

MIRI, och de andra instrumenten på James Webb, har potentialen att utveckla framtidens astronomi. Resultaten är ett bevis på det lagarbete och internationella samarbete som gick in i att bygga James Webb, och vi hoppas på flera spektakulära bilder framöver.

WebDewey-kategori
×

WebDewey är ett lexikaliskt beskrivande vokabulär, som klassificerar materialet på ett strukturerat sätt. Varje term har ett internationellt gångbart webdewey-nummer och ett svensk termnamn. Läs mer om svenska WebDewey hos Kungliga Biblioteket.

Rymdbloggen