Daar zijn ze dan: de eerste vijf kleurenfoto’s van de James Webb-telescoop. De opvolger van Hubble stelt niet teleur. De afbeeldingen, waarmee je ’13 miljard jaar terug in de tijd kunt kijken’, zijn indrukwekkend.

NASA lanceerde op eerste kerstdag vorig jaar samen met het Europese en Canadese Ruimteagentschap (de ESA en de CSA) de James Webb-ruimtetelescoop, die de ‘verste en scherpste infraroodbeelden van het vroege universum’ kan maken. James Webb produceert niet alleen vele malen scherpere foto’s dan zijn voorganger Hubble, maar doet dat ook veel sneller.

Revolutionair
“De James Webb-telescoop gaat ons zo veel antwoorden geven. Zelfs antwoorden op vragen die we nog niet eens kennen”, vertelt Günther Hasing, wetenschapsdirecteur van de ESA, enthousiast tijdens de onthulling van de foto’s. Josef Aschbacher, directeur-generaal van de ESA vult aan: “De ontwikkeling van de James Webb-telescoop is meer dan alleen wetenschap. Het is bovenal een fantastische samenwerking van internationale ruimtevaartorganisaties.”

“De nieuwe James Webb-telescoop is revolutionair, een enorme sprong voorwaarts”, vindt ook NASA-topman Bill Nelson. “We gaan dingen zien, die ik nooit voor mogelijk had gehouden. Met de infraroodtechnologie kijken we dwars door stofwolken heen naar sterrenstelsels en zwarte gaten. Het heelal is 13,8 miljard jaar oud. Wij kunnen nu 13,5 miljard jaar terug in de tijd kijken. Dit licht heeft al die tijd met 300.000 kilometer per seconde door het heelal gereisd en valt nu op onze nieuwe telescoop. Onvoorstelbaar, maar waar.”

Nederlands tintje
De feestelijke onthulling van de foto’s heeft ook een Nederlands tintje. Hoogleraar Moleculaire Astrofysica Ewine van Dishoeck (Sterrewacht Leiden, NOVA) vertelt tijdens een persbijeenkomst dat NOVA (de Nederlandse Onderzoeksschool Voor Astronomie) een bijdrage heeft geleverd aan de hardware van het MIRI (Mid-Infrared Instrument). Dit is een camera en een spectrograaf die middellange tot lange infraroodstraling observeert. MIRI neemt in het bijzonder licht van langere golflengtes waar. “Het was een spannend moment of MIRI wel koud zou worden. Anders zouden we alleen maar ruis kunnen meten”, vertelt Van Dishoeck. “Dat dat lukte, was voor ons een enorme mijlpaal.” NOVA was verantwoordelijk voor de hoofdoptiek van de MIRI-spectrometer. Ook onder meer TNO werkte mee.

Een zandkorrel
Met hulp van MIRI konden de eerste foto’s tot stand komen, waarvan de Amerikaanse president Joe Biden gisteren de eerste al onthulde. “Deze afbeelding omvat een deel van het heelal ter grootte van een zandkorrel op armlengte. Het is een piepkleine splinter van het enorme universum”, zei Bill Nelson van de NASA. “Deze missie is mogelijk gemaakt door menselijk vernuft.” Het publiek over de hele wereld was onder de indruk van het beeld van dat verre cluster van sterrenstelsels.

Wetenschap met het blote oog
Maar zijn zulke foto’s nu enkel voor het publiek mooi of hebben sterrenkundigen er ook echt wat aan? De aanwezige wetenschappers op de persbijeenkomst stellen dat die foto’s ook voor de wetenschap van grote waarde zijn. “Voor je een spectrum kunt nemen, moet je het eerst vinden. Daar zijn die beelden wel voor nodig”, aldus Paul van der Werf, hoogleraar Extragalactische Astrofysica bij de Sterrewacht van de Universiteit Leiden. “Je moet een gebied aan de hemel afzoeken, daar zijn die beelden absoluut noodzakelijk voor. Ze moeten zo gevoelig en groot mogelijk zijn. Dat het een mooi plaatje is, is mooi meegenomen, maar dat is natuurlijk niet waarom we het doen. Er zijn duidelijke wetenschappelijke redenen, zeker met diepe velden (deep fields). Je moet de context hebben. Je kunt niet zomaar je spectrum op een punt richten en weten wat er aan de hand is.” Spectra zijn (elektromagnetische) golven, die worden opgepikt door de telescoop, die ze weer omzet in beeld. Van Dishoeck vult aan: “Het is een multi-color-image. Dan kun je direct met je oog al wetenschap doen. Als je een plaatje neemt in verschillende kleuren geeft dat al een heleboel informatie.”

De foto’s 
Maar waar het vandaag om draait, zijn natuurlijk de foto’s zelf. “De vijf foto’s zijn het resultaat van een week scannen door de Webb-ruimtetelescoop. Over een week hebben we dubbel zoveel data en foto’s. Dit gaat het hele jaar zo door”, klinkt het verheugd.

SMACS 0723
Over de eerste foto, van SMACS 0723, schreven we vanochtend al. De afbeelding toont een cluster van sterrenstelsels, zoals het er 4,6 miljard jaar geleden uitzag. De totale massa van alles wat in dit cluster aanwezig is, zorgt voor een kromming van het licht als ware het een vergrootglas: het licht van veel verder gelegen, zwakkere sterrenstelsels wordt erdoor vergroot. Het beeld werd in 12,5 uur gemaakt door NIRCam, de camera van James Webb. De sterrenstelsels op de foto stralen licht uit dat in sommige gevallen 13 miljard jaar oud is. Daarmee zijn het de oudste objecten die ooit zijn vastgelegd.

Foto: NASA, ESA, CSA, en STScI

De Carinanevel
Hieronder zie je een spiksplinternieuwe afbeelding van de Carinanevel, die 7600 lichtjaar van de aarde is verwijderd. In NGC3372, zoals de nevel officieel heet, staan twee van de zwaarste en helderste sterren van het melkwegstelsel.

De Webb-telescoop laat de Carinanevel zien als nooit tevoren. Vele sterren die nooit eerder zijn waargenomen, staan nu scherp op de foto. We zien jonge sterren die gaswolken uitstoten. Er is veel gas en stof te zien, waar nieuwe sterren worden gevormd. Elk stipje op de foto is een ster, net als onze zon. Hubble maakte al prachtige foto’s van de Carinanevel, maar de Webb maakt er een nog veel gedetailleerder en mooier plaatje van.

Foto: NASA, ESA, CSA, en STScI

WASP-96b
James Webb maakte ook een spectrum van exoplaneet WASP-96b. Deze planeet staat op 1150 lichtjaar van de aarde en draait in iets minder dan 3,5 dag om zijn moederster. Bijzonder is dat de atmosfeer van de exoplaneet wolkenvrij is. De exoplaneet is ongeveer net zo groot als Jupiter en erg heet. Spectrumanalyse van deze planeet maakt duidelijk dat er veel water aanwezig is in de vorm van waterdamp.

Exoplaneet WASP 96b, foto: NASA, ESA, CSA, en STScI

NGC 3132
Op 2000 lichtjaar van de aarde vinden we een planetaire nevel, die in het Engels ook wel Eight-burst Nebula wordt genoemd. De nevel (een groeiende gaswolk rond een stervende ster) breidt zich momenteel uit met 14,5 kilometer per seconde. Webb geeft astronomen een schat aan nieuwe informatie over de samenstelling van planetaire nevels zoals NGC 3132. Uit wat voor moleculen is deze gigantische gaswolk bijvoorbeeld opgebouwd?

foto: NASA, ESA, CSA, en STScI

Kwintet van Stephan
Dit is een groep sterrenstelsels in het sterrenbeeld Pegasus. Het dichtstbijzijnde is NGC 7320C op 39 miljoen lichtjaar afstand. De overige vier sterrenstelsels liggen veel verder weg, namelijk op 290 miljoen lichtjaar van de aarde. Er is een actief zwart gat in deze foto verscholen. De moleculaire stoffen die in de buurt rondvliegen, kunnen worden geïdentificeerd door spectrumanalyse van de Webb-telescoop.

Foto: NASA, ESA, CSA, en STScI