Vanaf aanstaande donderdag kan hij vertrekken: Spherex, de ruimtetelescoop van de Nasa. Vier vragen over de gloednieuwe telescoop die inzicht moet geven in alles van buitenaards leven tot de onbegrepen eerste momenten na de oerknal.
is wetenschapsredacteur voor de Volkskrant. Hij schrijft over sterrenkunde, natuurkunde en ruimtevaart.
Spherex gaat 102 kleuren van de hemel bekijken. Hoe doet de ruimtetelescoop dat (en zijn er eigenlijk überhaupt zoveel kleuren)?
Licht is natuurkundig gezien een golf van elektromagnetisme en ‘kleur’ is niets anders dan de lengte tussen twee toppen (of dalen) van die golf: de golflengte. Omdat die afstanden continu zijn, bestaat er een letterlijk eindeloze hoeveelheid mogelijke schakeringen van kleuren, waarvan het overgrote merendeel onzichtbaar is voor het menselijk oog.
De 102 kleurschakeringen die Spherex gaat vastleggen, bevinden zich allemaal in het infrarood, warmtestraling die ‘roder’ is dan het menselijk oog kan waarnemen. Dat golflengtegebied is voor astronomen erg interessant. Omdat zulke warmtestraling gemakkelijker door bijvoorbeeld stofwolken kan lekken, kun je in het infrarood dieper de ruimte in kijken dan in de kleuren die onze ogen zien. Dat is de reden dat bijvoorbeeld ook ruimtetelescoop James Webb, het paradepaard van de internationale sterrenkunde, kijkt naar infrarood licht.
Spherex laat dat licht vervolgens vallen op een spectroscoop, een soort opgevoerde versie van de prisma’s die invallend zonlicht kunnen transformeren in een kleurige regenboog. Net zo deelt de spectroscoop het invallende infraroodlicht op in 102 unieke golflengten – kleuren, dus.
Als astronomen al beschikken over een infraroodruimtetelescoop, waarom lanceren ze er dan nu nog één?
Spherex is een ‘survey’-telescoop. Dat wil zeggen: een apparaat dat de gehele nachtelijke hemel gaat bekijken, en alle dingen die hij daarin waarneemt vastlegt in een grote database. Daarvoor moet de telescoop vooral véél kunnen bekijken.
Dat is heel anders dan bijvoorbeeld de James Webb, of eerder ruimtetelescoop Hubble. Die kunnen weliswaar veel nauwkeuriger kijken, en dus meer details uit de diepste stukken van de kosmos ontwarren in hele kleine plukjes van de hemel, maar die hebben niet zo’n brede blik.
Wat hopen astronomen te ontdekken uit zo’n veelkleurenkaart van de nachtelijke hemel?
Allereerst gaat de telescoop onderzoek doen naar de theorie van kosmische inflatie, het idee dat het heelal vlak na de oerknal in een onvoorstelbaar korte tijd onvoorstelbaar veel groter groeide.
Die groeispurt leidde ertoe dat heel kleine verschillen in de verdeling van materie in het piepjonge heelal werden uitvergroot. De sporen daarvan moeten daarom nu nog zichtbaar zijn in de grootschalige structuur van de kosmos, zo luidt de gedachte onder astronomen. Vandaar dat Spherex met zijn instrument het licht van honderden miljoenen sterrenstelsels wil opvangen om die grote structuur met meer nauwkeurigheid in kaart te brengen.
Daarnaast hoopt het instrument te onthullen hoeveel licht alle sterrenstelsels bij elkaar uitzenden, inclusief het licht van stelsels die nog nooit afzonderlijk zijn waargenomen omdat ze te klein of lichtzwak zijn om door andere telescopen te worden gezien.
Al dat licht bij elkaar opgeteld moet namelijk meer inzicht verschaffen in hoe de eerste sterrenstelsels ooit ontstonden. Bovendien hopen astronomen op die manier meer te leren over het moment dat men in vaktaal ook wel het ‘epoch van reionisatie’ noemt, het moment dat het heelal voor het eerst voldoende afkoelde om doorzichtig te worden voor licht.
Tot slot hopen astronomen dat Spherex ook iets kleiners kan onthullen: de moleculaire bouwstenen van het leven die in de Melkweg door de ruimte dwarrelen, het sterrenstelsel waarin de zon en miljarden andere sterren hun levens slijten.
Spherex vangt tijdens zijn blik op de nachtelijke hemel ook licht op vanuit de uitgestrekte gaswolken die in de Melkweg tussen de sterren hangen. Zo kan het de chemische samenstelling van die wolken in kaart brengen. Bevroren tot kosmisch ijs bevinden zich daarin vermoedelijk ook de bouwstenen die het leven op aarde gebruikt in de chemische processen die pruttelen in het binnenste van onze lijven en cellen.
Doordat Spherex kan onthullen waar dat soort moleculen zich bij voorkeur ophopen, wordt het voor astronomen die speuren naar leven elders in de Melkweg eenvoudiger om te voorspellen hoe waarschijnlijk het is dat ze terecht zijn gekomen op jonge planeten zoals de aarde die dieper dobberen door het kosmische.
Al die drie wetenschappelijke doelstellingen zitten overigens ook besloten in de naam van de telescoop, voluit de ‘Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization, and Ices Explorer’.
Wanneer vertrekt deze ruimtetelescoop?
Het lanceervenster opent op donderdag 27 februari, maar in de ruimtevaart worden lanceringen geregeld uitgesteld vanwege het weer of door technische problemen. Het kan dus zomaar ook wat later worden.
De lancering is – ongeacht de exacte dag – om tien over vier ’s middags, Nederlandse tijd, vanaf een lanceerbasis in Californië.
De lancering wordt uitgevoerd met een Falcon 9-raket van SpaceX, waarop Spherex overigens niet de enige passagier is. Nasa lanceert tegelijk ook onderzoekssatelliet Punch (Polarimeter to Unify the Corona and Heliosphere), die onderzoek gaat doen naar de buitenste laag van de atmosfeer van de zon.
De missie van Spherex staat ingetekend voor een duur van 27 maanden. Een maand na lancering zal de telescoop naar verwachting voor het eerst in gebruik worden genomen.
Sinds Rusland in 1965 Proton-1 lanceerde, die onder meer kosmische gammastraling moest opvangen, hielden ruim honderd ruimtetelescopen de kosmos van buiten de dampkring in de gaten. Een kleine greep uit de grootste succesvoorbeelden.
James Webb Space Telescope
Gelanceerd op: 25 december 2021
Einde missie: Na 2040
Mijlpalen:
Ruimtetelescoop James Webb is het paradepaard van de astronomie. Met zijn instrumenten kijkt hij dieper het heelal in, en verder in het kosmisch verleden, dan ooit eerder mogelijk was. Op die manier spoorde de telescoop onder meer ruim duizend extreem verre sterrenstelsels op, die verrassende flarden onthullen van de jeugd van de kosmos, inzichten die wetenschappers vooralsnog voor raadsels stellen.
Hubble Space Telescope
Gelanceerd op: 24 april 1990
Einde missie: tussen 2030 en 2040
Mijlpalen:
Hubble is de beroemdste, meestgevierde ruimtetelescoop uit de menselijke geschiedenis. De telescoop ontpopte zich tot hofleverancier van betoverende beelden uit de kosmos, van statige stofpilaren tot haarscherpe foto’s van planeten. Ook wetenschappelijk heeft de telescoop grote invloed: van nieuwe inzichten in de uitdijing van het heelal, tot een groter begrip van de manier waarop sterren zich vormden in de loop der kosmische geschiedenis.
Transiting Exoplanet Survey Satellite (Tess)
Gelanceerd op: 18 april 2018
Einde missie: onbekend (nog bezig)
Mijlpalen:
Tess speurt, net als voorganger Keppler, naar exoplaneten, verre werelden die draaien om andere sterren dan de zon. In de bijna zeven jaar sinds lancering heeft de telescoop 7.372 kandidaatplaneten ontdekt, waarvan er 604 inderdaad bevestigd zijn als verre wereld, een fikse bijdrage aan de 5.832 werelden die de mensheid in totaal kent. Zulke werelden leveren inzichten op in hoe de aarde ooit ontstond, en helpen in de zoektocht naar het antwoord op de vraag of we alleen zijn in de kosmos.
Gaia
Gelanceerd op: 19 december 2013
Einde missie: 27 maart 2025
Mijlpalen:
Gaia produceerde een soort Google Maps van de Melkweg, het sterrenstelsel waarin onder meer de aarde en de zon hun levens slijten. De telescoop stelde een kaart samen van zo’n twee miljard sterren en onthulde daarmee de geschiedenis van ons kosmisch thuis. Zo onthulde de telescoop dat de iconische spiraalarmen van het Melkwegstelsel een beetje trillen, mogelijke naweeën van een botsing met een ander sterrenstelsel. Ook ontdekte Gaia een enorme ‘kraamafdeling’ waar jonge sterren worden geboren en zag de telescoop dat de ‘buitenwijken’ van de Melkweg grotendeels afkomstig zijn van een ander sterrenstelsel.
Alles over wetenschap vindt u hier.
Geselecteerd door de redactie
Source: Volkskrant