Astrologie en Astronomie

Ga hier naar de hoofdpagina over astrologie

Welkom bij deze nieuwe webpagina over de James Webb Space Telescope

De James Webb Space Telescope (JWST) heeft voortdurend in de belangstelling gestaan van alle nieuwssites sinds de lancering op 25 december 2021. De aanloop naar de uiteindelijke lancering was erg lang met veel keer een uitstel van de lacering en daarvóór het continu verschuiven van het project.

De JWST is de duurste en de technisch meest gecompliceerde ruimtetelescoop ooit. In het artikel dat hieronder volgt, leest u de bijzonderheden hierover. Het artikel is samengesteld uit alle losse afleveringen die van mijn hand zijn verschenen in de Astrologische Nieuwsbrief in 2021 en 2022. Elk begin van het afzonderlijke artikel vindt u dan in de linkerkolom terug als een navigatielink. Het totale artikel hieronder zal gefaseerd worden geplaatst, als het compleet is, vindt u op deze pagina dan een melding hierover.

De telescoop is na zes maanden van instellen en calibreren in de zomer van 2022 operationeel geworden en heeft sindsdien tal van schitterende opnames gemaakt in het infrarood licht die na beeldbewerking tot een visuele afbeelding leidden.

Johan Ligteneigen

Artikel uit Nieuwsbrief Nr. 28 (11-dec-2021) J. Ligteneigen

Op 22 december 2021 om 7 uur 20 Eastern Standard Time (is 12.20 GMT) zal vanaf het
lanceerplatform in Frans Guyana de duurste telescoop uit de menselijke geschiedenis worden
gelanceerd: de James Webb Space Telescope. Als er tenminste maar niet weer iets misgaat.

Want op 22 of 23 november jl. schoot er een klemband los die de zorgvuldig geprepareerde telescoop vasthoudt aan de lanceerraket. Dit loslaten van de klemband veroorzaakte een trilling door de gehele telescoop, en dit moest natuurlijk zorgvuldig worden gecontroleerd door het NASA team. De engineering teams hebben aanvullende tests bevestigd en de James Webb Space Telescope is klaar voor de vlucht, en de voorbereidingen voor de lancering worden hervat in de richting van de nieuwe streefdatum op woensdag 22 december om 7:20 uur EST.
De oorspronkelijk lancering stond eerder vast op 18 december 2021, ook om 7.20 uur EST. Deze lancering werd de laatste paar jaar steeds maar weer uitgesteld, vanwege de enorme complexiteit van deze telescoop en het direct daaraan verbonden budget van bijna negen miljard euro. Hiermee is dit project tevens één van de allerduurste NASA-projecten ooit geworden.

Het oorspronkelijke idee voor deze telescoop begon ergens in 1995 met een eenvoudige schets hoe de telescoop eruit moest komen te zien. De huidige uitvoering voldoet nog steeds aan die schets uit 1995.
Hieronder vindt u enkele teksten uit de Nederlandse Wikipedia.

“… De doelen van de James Webb-ruimtetelescoop zijn:

Het opvangen van licht van sterren en sterrenstelsels die kort na de oerknal werden gevormd
Bepalen hoe deze oudste sterrenstelsels zijn geëvolueerd
De vorming van nieuwe sterrenstelsels observeren
De fysische en chemische samenstelling van verre sterrenstelsels meten en de mogelijkheid van het bestaan van leven onderzoeken.

Deze objecten zijn goed waarneembaar in het infrarood. Vandaar dat de telescoop geschikt is gemaakt voor waarnemingen met infrarood golflengtes. Omdat de zon en de aarde ook infraroodstraling uitzenden, moet de telescoop afgeschermd worden van deze straling. Zo zal hij geplaatst worden op een speciaal punt in de ruimte, namelijk een zodanig punt dat de aantrekkingskracht van de Zon, Aarde en Maan precies worden geneutraliseerd door de middelpuntvliedende kracht van de ronddraaiende telescoop. Men noemt dit punt één van de vijf “Lagrangepunten”, genoemd naar de Italiaanse / Franse wiskundige Lagrange die deze punten wiskundig aantoonde.

In dit speciale punt dat bijna een miljoen kilometer van de Aarde is verwijderd, zal de telescoop altijd van de zon en aarde afgewend blijven. Zijn hitteschild is zodanig ontworpen dat het aan de koude kant -223 °C kan zijn terwijl aan de andere kant stikstof gekookt kan worden. De primaire spiegel bestaat uit 18 elementen uit beryllium, gecoat met een laag goud. Beryllium is robuust en licht en kan inslagen van micrometeorieten weerstaan. De goudlaag dient om maximale reflectie voor infrarood te krijgen…..”.

De primaire spiegel ziet er als volgt uit, zie afbeelding op de volgende pagina. De diameter van deze spiegel is ca. 6,5 meter, dat is flink groter dan de diameter van de Hubble Space Telescope die 2,4 meter bedraagt. Dat is een diametervergroting van 2,7 keer en dat komt neer op een vergroting van de oppervlakte van 7,3 keer. Hiermee kan weer véél meer licht opgevangen worden en zo kan de telescoop verder de ruimte in kijken, naar nóg verder weg gelegen sterrenstelsels dan de Hubble nu kan bekijken. En hoe verder weg een sterrenstelsel ligt in het heelal, des te vroeger sinds het begin van de Oerknal deze werd gevormd en dat is een van de grote onderzoeksonderwerpen voor de komende jaren.

Het vervaardigen van een dergelijke lens heeft ongelooflijk lang geduurd en was natuurlijk ook heel erg kostbaar.
Duizenden wetenschappers, ingenieurs en technici uit 14 landen, 29 Amerikaanse staten en Washington D.C., hebben bijgedragen aan het bouwen, testen en integreren van de Webb telescoop en ze hebben uiteraard bij voorrang waarnemingstijd gekregen tijdens het eerste jaar van de wetenschappelijke activiteiten van de telescoop.

De primaire spiegel van de James Webb Space Telescope © NASA/Chris Gunn

U zult begrijpen dat de spiegel in deze vorm nooit in een raket geplaatst kan worden, dus moet hij ingeklapt in de raket staan en als het geheel eenmaal in de ruimte zweeft, zal de spiegel via allerlei mechanismen weer uitgeklapt moeten worden. In opgevouwen toestand, ziet dit er als volgt uit.

Opgevouwen spiegel in de raket Het totale gewicht is zo’n 6500 kilogram en een dergelijke “zware” missie kan alleen met de aller krachtigste raketten worden uitgevoerd, van daar dat gekozen is voor een Ariane-5 raket.

Hieronder ziet u nog een ander beeld van de spiegel die niet uit één deel bestaat, maar is samengesteld uit 18 segmenten.

Primaire spiegel

En hieronder ziet u één separaat segment van de spiegel die volkomen glad is met een precisie van 1 op miljoen.

Spiegelsegment, volkomen glad

De spiegel zal zichzelf dus moeten “ontvouwen”, als één van de laatste stappen in het totale proces, waarbij alle onderdelen zichzelf moeten oprichten, uitklappen, instellen en wat al niet meer. Dit wordt allemaal aangestuurd via de computers die aan boord zijn. Menselijke interventie is bijna niet meer mogelijk na de lancering, want de telescoop komt “stationair” op een afstand van ca. 1,6 miljoen kilometer te staan, zoals hieronder is aangegeven. Het symbool L2 staat voor het Lagrangepunt, waar de telescoop stabiel staat, zonder dat deze naar binnengetrokken wordt door de gravitatie van Zon, Aarde en Maan. De James Webb kijkt continu “van de zon af” de ruimte in en cirkelt mee met de Aarde om de Zon heen in een periode van 1 jaar.

Baan van de JWST

De duur van de missie is officieel vijf jaar met een uitloop naar 10 jaar, maar wij weten ondertussen dat de Hubble Space Telescope al ruim 30 jaar dienst doet, veel en veel langer dan de geplande missieduur. Het is dus te verwachten dat de James Webb veel langer zijn data zal doorsturen dan de 5 à 10 jaar vanaf heden.
Het is het meest gecompliceerde project ooit door NASA gelanceerd. Elk onderdeel is zorgvuldig geproduceerd, getest en nogmaals getest en de gehele uitklap-operatie is natuurlijk ook uitgebreid geprobeerd. Alle onderdelen van de telescoop zitten strak samengevouwen in de smalle raket en al die onderdelen zullen na de lancering, als het object eenmaal in de ruimte zweeft zichzelf moeten uitpakken, uitklappen, vastzetten en wat al niet meer. Dit totale proces gaat minstens 1 volle maand na lancering duren en speelt zich volledig autonoom in de ruimte af. Hieronder ziet u alle onderdelen van de raket nog eens in beeld.

Alle onderdelen van de JWST

Alle raketonderdelen vallen in fases weg, zoals u in het midden kunt zien. Uiteindelijk blijft alleen de constructie van de telescoop zelf over die zich volledig autonoom zullen moeten ontvouwen.

Na de lancering ondergaat Webb een zes maanden durende inbedrijfstellingsperiode vol actie, waarin hij volledig
wordt opgesteld, afkoelt tot de bedrijfstemperatuur, de spiegels uitlijnt en de instrumenten ijkt.

Na een tweede baancorrectiemanoeuvre ongeveer 2,5 dag na de lancering, begint de eerste week van de opstellingen met het neerhalen van de twee zonneschildpallets, die de draagconstructies voor het zonneschild zijn. Daarna wordt de “Deployable Tower Assembly” van de telescoop, die de bovenste en onderste helften van Webb scheidt, uitgeschoven.

Dit is nodig om ruimte te maken voor de rest van het zonneschild. De rest van de week is gewijd aan het voltooien van de plaatsing van het zonneschild, het verlengen van de telescooparmen van het zonneschild en het uitklappen en spannen van elk van de vijf lagen van het zonneschild van de telescoop.
De tweede week concentreert zich op de telescoop zelf. Het statief met de secundaire spiegel ontvouwt zich en schuift de secundaire spiegel voor de primaire spiegel uit. Daarna worden de spiegelsegmenten ontvouwd aan de zijkanten van de hoofdspiegel, waardoor alle 18 spiegelsegmenten in de ruimte zichtbaar worden.

Hieronder staat een zijaanzicht van de telescoop als alle onderdelen zijn uitgeklapt en ingesteld. Het licht van een object wordt in eerste instantie opgevangen door de primaire spiegel, weerkaatst naar de secundaire spiegel waar het gebundeld aankomt en vervolgens weer wordt gespiegeld naar de ontvanger in het midden van de centrale spiegel.

Zij-aanzicht telescoop

Het vliegervormige zonneschild is ongeveer zo groot als een tennisbaan en zorgvuldig opgebouwd uit vijf lagen.

Zonneschild JWST

De buitenste laag is slechts 0,05 millimeter dik, terwijl elk van de andere vier lagen 0,025 millimeter dik zijn. Alle lagen hebben enigszins verschillende afmetingen en vormen, waarbij de buitenste laag relatief plat en de grootste, en de binnenste laag meer gebogen en de kleinste is. De vijf lagen bevinden zich in het midden dichter bij elkaar en aan de randen verder uit elkaar. Het specifieke aantal lagen zorgt ervoor dat genoeg warmte geblokkeerd en omgeleid wordt door het zonneschild, zodat de telescoop zijn extreem lage werktemperatuur kan bereiken.
De lichte, maar duurzame lagen zijn gescheiden om de overdracht van warmte te verminderen van de ene laag naar de volgende, wat betekent dat elke opeenvolgende laag van het zonneschild koeler zal zijn dan de laag eronder. Samen verminderen de vijf lagen de blootstelling aan de Zon met een factor van een miljoen, van meer dan 200 kilowatt vermogen tot een fractie van één watt.

Instrumenten

De telescoop omvat vier wetenschappelijke instrumenten die op een chassis zijn gemonteerd:

NIRCam: nabij-infrarood camera van de universiteit van Arizona. Dit instrument neemt het licht waar van de eerste sterrenstelsels die gevormd werden na de oerknal. Hij is geoptimaliseerd om dit "eerste licht" waar te nemen. Het wordt ook gebruikt om de vorming van sterren in de Melkweg waar te nemen en ook voor het observeren van planeten rond andere sterren.
NIRSpec: nabij-infrarood spectrograaf van de ESA. Het doet dezelfde waarnemingen als de NIRCam maar dan met een spectroscoop. Dit wil zeggen dat hij de aard van het materiaal kan bestuderen.
MIRI: midden-infrarood instrument geleverd door de ESA en de NASA/JPL. Dit leent zich vooral tot het waarnemen van warme exoplaneten en de spectrometrie van hun atmosfeer. Het zal ook gebruikt worden voor de identificatie van sterren met een roodverschuiving van z>7, dat zijn sterren die vrijwel aan de begintijd van het universum zijn ontstaan. Daarnaast zal het ook het warme stof en moleculair gas waarnemen in jonge sterren en protoplaneten.
FGS/NIRISS: precisie-positionering en nabij-infrarood spectrograaf, Dit zijn twee instrumenten in dezelfde behuizing maar ze werken onafhankelijk van elkaar. FGS betekent Fine Guidance Sensor (fijne besturingssensor). Hij dient voor de nauwkeurige positionering van de satelliet. De NIRISS is een spectrograaf en deze neemt een geheel spectrum tegelijk waar. Deze kan dan ook alleen maar werken waar weinig lichtbronnen aanwezig zijn, omdat hij het licht van elke bron uitsmeert over het gehele spectrum. Als de objecten dicht bij elkaar staan zouden de diverse spectra elkaar overlappen.

Transport naar Frans Guyana

Na het voltooien van de tests in augustus in het Northrop Grumman's Space Park in Californië, is het Webb-team bijna een maand bezig geweest met het opvouwen, opbergen en voorbereiden van het enorme observatorium voor verzending naar Zuid-Amerika. De Webb werd verscheept in een speciaal gebouwde, milieu gecontroleerde container. Om het geheel naar de lanceerplaats Kourou in Frans Guyana te krijgen, moest alles per boot worden getransporteerd, nadat alles zorgvuldig werd verpakt en geladen.

Laat op de avond van vrijdag 24 september reisde de Webb met een politie-escorte 26 mijl door de straten van Los Angeles, van de Northrop Grumman's faciliteit naar Naval Weapons Station Seal Beach. Daar werd hij geladen op de MN Colibri, een onder Franse vlag varend vrachtschip dat eerder satellieten en ruimtevaartapparatuur naar Kourou heeft vervoerd. De MN Colibri vertrok zondag 26 september uit Seal Beach en voer dinsdag 5 oktober het Panamakanaal in op weg naar Kourou. De reis van 5.800 mijl voerde Webb van Californië door het Panamakanaal naar Port de Pariacabo aan de Kourou-rivier in Frans Guyana, aan de noordoostelijke kust van Zuid-Amerika.

‘s Werelds grootste en meest complexe observatorium voor ruimtewetenschap werd na zorgvuldig lossen en uitpakken naar zijn lanceerplaats gereden, de ruimtehaven in Kourou, waar het zal beginnen met twee maanden van operationele voorbereidingen voor de lancering met een Ariane 5-raket, gepland voor 18 december, maar is inmiddels uitgesteld tot 22 december vanwege het ongelukje met de klembanden.

De reis over de oceaan was het laatste deel van Webb lange, aard-gebonden reis door de jaren heen. De telescoop werd geassembleerd in het NASA‘s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, te beginnen in 2013. In 2017 werd het verscheept naar NASA's Johnson Space Center in Houston voor cryogene tests in de historische "Chamber A" test-faciliteit, beroemd om zijn gebruik tijdens de Apollo-missies. In 2018 werd Webb verscheept naar Space Park in Californië, waar het drie jaar lang strenge tests onderging om ervoor te zorgen dat het klaar was voor operaties in de omgeving van de ruimte.

Nadat de Webb uit zijn transportcontainer is gehaald, zullen technici de laatste controles uitvoeren op de conditie van het observatorium. Webb zal dan worden geconfigureerd voor de vlucht, wat het laden van het ruimtevaartuig met drijfgassen omvat, voordat Webb bovenop de raket wordt gemonteerd en ingesloten in de stroomlijnkappen ten behoeve van de lancering.

"De aankomst van Webb op de lanceerplaats is een gedenkwaardige gebeurtenis," zegt Gregory Robinson, programmadirecteur van Webb op het NASA-hoofdkwartier. "We zijn zeer verheugd om eindelijk 's werelds volgende grote observatorium de diepe ruimte in te sturen. Webb heeft het land doorkruist en over zee gereisd. Nu zal het zijn ultieme reis per raket maken op een miljoen mijl van de aarde, om verbluffende beelden te maken van de eerste sterrenstelsels in het vroege heelal, die zeker ons begrip van onze plaats in de kosmos zullen veranderen."

Eenmaal operationeel zal de Webb telescoop nieuwe inzichten verschaffen in alle fasen van de kosmische geschiedenis, tot vlak na de oerknal, en zal hij helpen zoeken naar tekenen van potentiële bewoonbaarheid onder de duizenden exoplaneten die wetenschappers de afgelopen jaren hebben ontdekt.

Enkele gebeurtenissen vanaf de lancering tot het operationeel zijn

De Webb telescoop staat niet meteen gebruiksklaar na de lancering. Hij moet eerst naar het speciale Langrange punt reizen, waar hij een stabiele positie krijgt ten opzichte van de Zon, Aarde en Maan. Dit is een slordige afstand van 1,6 miljoen kilometer vanaf de Aarde en hiervoor wordt ca. 1 maand uitgetrokken. In die maand zal de Webb telescoop zich, al vliegende, gaan ontvouwen en installeren.

De Ariane 5 draagraket levert stuwkracht gedurende ongeveer 26 minuten na de lancering vanuit Frans Guyana. Even nadat de motor van de bovenste (tweede) trap is afgezet. Webb is losgemaakt van de Ariane 5 en vliegt op zichzelf in volledig opgeborgen toestand.

Na het afwerpen van de stroomlijn en de aanjaagraket zijn de eerste twee ontplooiingen 'automatisch', wat betekent dat ze gebeuren zonder dat de grond bevelen geeft. Zodra het zonnepaneel is ontplooid, zal de telescoop van de batterijvoeding afgaan en zijn eigen stroom beginnen op te wekken.

De ruimtetelescoop wordt gelanceerd op een rechtstreeks pad naar een baan rond het L2 Zon – Aarde Lagrangepunt, maar moet met zijn eigen tussentijdse stuwkracht correctiemanoeuvres maken om daar te komen. Als Webb te veel stuwkracht van de Ariane-raket krijgt, kan hij niet omkeren om terug naar de aarde te stuwen, omdat dan de optiek en de structuur van de telescoop direct aan de zon zouden worden blootgesteld, waardoor ze oververhit zouden raken en de wetenschappelijke missie zou worden afgebroken voordat die zelfs maar kan beginnen. Daarom krijgt de Webb opzettelijk een lichte mindere stuwing van de Ariane raket en gebruikt hij zijn eigen kleine stuwraketten en stuwstof aan boord om het verschil goed te maken.

De voorbereidingen worden gestart om alle vijf zonneschermen uit te klappen, zie onderste deel.

Kort daarna verheft de “toren” zich ca. 2 meter boven het oppervlak waar de zonneschermen zullen komen, dit is om een betere thermische isolatie te verkrijgen tussen de zonneschermen die uiteindelijk warmer zullen worden en de telescoop die super-koel moet blijven. De ultra dunne zonnescherm folies zullen worden uitgerold. Uiteindelijk zullen die een oppervlakte ter grootte van een tennisveld gaan bedragen. De zonneschermen worden naar alle vier kanten uitgerold, links-rechts is al gebeurd, de kant “naar u toe” is ook al gebeurd, alleen de laatste uitrol nog aan de achterkant.

Zonneschild volledig uitgerold

De zonneschilden zijn naar alle kanten uitgerold en in de laatste fase worden deze volledig strak getrokken.

De reflectiespiegel wordt via de grote stangen op zijn plaats gebracht vóór de hoofdspiegel (de goudkleurige segmenten). Deze 2e spiegel houdt een beetje licht tegen dat van ver op de grote primaire spiegel schijnt. De vorm en “diepte” van de goudkleurige segmenten minimaliseert dit effect.

De beide zijden van de hoofdspiegel zullen uitklappen, zie de paarse “1” en “2”.

Uitklappen van de primaire spiegel

Als beide kanten volledig zijn uitgeklapt, neemt de hoofdspiegel zijn uiteindelijke vorm aan. Hierna zullen de individuele 18 segmenten worden aangestuurd om in de juiste positie te komen voor een optimale reflectie. Hiermee is de meerdaagse activiteit in meerdere stappen voltooid om elk van de 18 primaire spiegelsegmenten (die verstelbaar zijn) te activeren en uit hun lanceerconfiguratie te halen.

De primaire spiegelsegmenten en de secundaire spiegel worden bewogen door zes actuatoren die aan de achterkant van elk spiegelstuk zijn bevestigd.
De primaire spiegelsegmenten hebben ook een extra actuator in het midden die de kromming aanpast.

De tertiaire spiegel (het zwarte uitstekende object in het midden van de primaire spiegel) van de telescoop blijft stationair.

Een schitterende video van de gehele vlucht naar zijn Lagrangepositie en alle tussenstappen met betrekking tot het ontvouwen, uitklappen en instellen van alle componenten is te bekijken via de volgende verwijzing:
https://t.co/ST0dWrEElL #WebbFliesAriane https://t.co/mPAPza1jmg" / Twitter

Een algemene promotievideo op Youtube van ruim 5 minuten kan hier gevonden worden:
https://www.youtube.com/watch?v=d03DN3wR4EY

De telescoop komt na ca. 30 dagen aan op zijn Lagrangepositie, neemt dan een eerste “foto”, die erg vaag zal zijn, want het secuur instellen van de spiegelsegmenten en de spiegels moeten dan nog gebeuren. Dit gaat ERG veel tijd kosten, ca. 90 dagen, maar uiteindelijk zal ergens in maart 2022 de eerste haarscherpe foto worden gemaakt. Welke foto dat zal zijn, is een geheim dat alleen de ontwikkelaars weten, maar het zal een beginpunt zijn van een gigantische reeks mooie en betekenisvolle wetenschappelijke infrarood foto’s.

Het is zeer de moeite waard om op woensdag 22 december om 13.20 uur even voor de TV te gaan zitten en de lancering te gaan volgen, mits dit live wordt uitgezonden natuurlijk, maar misschien is er wel een buitenlands kanaal die dit uitzendt, BBC World News waarschijnlijk?

Als de lancering lukt en het “observatorium” de ruimte kan bereiken, dan wordt men vrijwel dagelijks op de hoogte gehouden van de ontwikkelingen, want elke dag tot aan dag 10 toe gebeuren er wel spannende dingen bij het uitklappen, de uitrol en de verdere “montage” van de complete telescoop. Na een dag of tien zal het wat rustiger worden, de compleet uitgeklapte telescoop zal rond dag 30 op het Lagrangepunt L2 aangekomen en daar een permanente baan aannemen.

Zoals gezegd zal de James Webb met opzet een onzuivere “foto” nemen, maar dat is niet helemaal een foto zoals wij die gewend zijn in het zichtbare licht. James Webb is ontworpen om “licht” te ontvangen in het infrarood gebied, zoals hieronder is aangegeven. U kunt ook mooi de vergelijking zien met de overbekende Hubble Space Telescope, die werkelijk foto’s kon nemen van door de mens waarneembare objecten, zoals nevels, sterren, planeten, etc.

Spectrum van licht

Er is een gebied in het zichtbare licht vanaf 600 nanometer naar het infrarood toe, waarmee nog net foto’s gemaakt kunnen worden in het zichtbare licht. Licht met een golflengte van 600 nanometer (nm) is geel van kleur en rood licht heeft een golflengte van 650 nm, het zullen dus geel-rode foto’s worden, en uiteraard alle infrarood beelden.
Met de onzuivere foto zullen alle spiegels moeten worden afgesteld, ook de 18 afzonderlijke segmenten. Dat is een langdurig proces van ca. drie maanden, zodat de eerste echte scherpe foto’s pas in maart 2022 verwacht kunnen worden.

Uiteraard kom ik in een Nieuwsbrief na maart 2022 terug op de gebeurtenissen sinds de lancering en hoop dan enkele spectaculaire beelden te kunnen laten zien.

Voordat ik hierna overga tot een korte astrologische beschrijving van de geplande lancering, wilde ik nog even benadrukken dat deze Nieuwsbrief een “technisch-wetenschappelijk” verhaal is geworden. Het zal waarschijnlijk niet iedereen aanspreken, vooral als men geen affiniteit heeft met techniek of astronomie. De gebeurtenis is echter heel erg belangrijk, want die staat aan de vooravond van hele grote ontdekkingen die in de jaren daarna gedaan zullen worden. Het zal het ontstaan van het universum waarschijnlijk in groot detail gaan verklaren, hoewel men nooit in die allereerste seconde van de Big Bang zal kunnen geraken. Wanneer Uranus in de Tweelingen gaat lopen vanaf 2024, zal de mensheid tot grote openbaringen komen, daar zal ik nog een Nieuwsbrief aan wijden.

+++++++ ga naar boven
+++++
+++
+

Artikel uit Nieuwsbrief Nr. 29 (23-dec-2021) J. Ligteneigen

Op 24 december 2021 om 7 uur 20 Eastern Standard Time (is 12.20 GMT) zal vanaf het lanceerplatform in Frans Guyana de duurste telescoop uit de menselijke geschiedenis worden
gelanceerd: de James Webb Space Telescope. Als er tenminste maar niet weer iets misgaat.

Update voor 18.00 uur ET: Het Webb lanceerteam heeft het probleem met de datakabel opgelost dat verantwoordelijk was voor het uitstellen van de lancering naar 24 december, Thomas Zurbuchen, NASA's assistent administrator voor wetenschappelijke missies, kondigde het donderdagmiddag (16 december) aan op Twitter.

Een defecte datakabel tussen de James Webb Space Telescope en lanceerplatformapparatuur op Europa's Spaceport in Kourou, Frans Guyana, veroorzaakte de laatste vertraging van de lancering van het grote observatorium, zeiden vertegenwoordigers van de European Space Agency (ESA) en NASA in een briefing op donderdag (16 dec.).

Ingenieurs die de grote telescoop klaarstoomden voor de lancering vanuit de Europese ruimtehaven, ontdekten onlangs dat een kabel die gegevens doorstuurt tussen de telescoop en een "lanceertafel" niet goed werkte. Deze ontdekking duwde de lancering terug van 22 december naar niet eerder dan 24 december, met meer informatie die naar verwachting later op donderdag zal worden aangekondigd.

"Het gaat om een interfaceprobleem in het elektrische netwerk dat het observatorium en de ondersteunende apparatuur op de grond met elkaar verbindt," zei Daniel Neuenschwander, ESA-directeur voor ruimtevervoer, tijdens de briefing. "Het gaat om een kabel in de lanceertafel, die met enige intermitterende verliezen van gegevens te maken heeft."

Neuenschwander voegde eraan toe dat ESA- en NASA-teams het probleem nog aan het onderzoeken zijn en verwachten later op donderdag meer informatie vrij te geven.

Webb, die eerder deze week op de raket werd gemonteerd, is nog niet verzegeld in de kuip van de Ariane 5, die hem zal beschermen tijdens de lancering en de vroege opstijging door de atmosfeer. Het probleem met de kabel werd ontdekt tijdens de zogenaamde "aliveness test" die bedoeld was om de gezondheid van het ruimteschip te bevestigen voordat het in de raketkuip werd ingekapseld, zei Thomas Zurbuchen.

"Door het probleem met de interface hebben we vertraging opgelopen met de test," zei Zurbuchen. "De test duurt enkele uren, en dat was echt op het kritieke pad. We hebben een vergadering vanavond om ongeveer 18.00 uur E.T., waar we zullen bekijken of we erin geslaagd zijn om deze “aliveness” test te doen en verder te gaan met de inkapseling."

Zurbuchen voegde eraan toe dat de teams geen enkel risico nemen met het 10 miljard dollar kostende observatorium, waarvan het ontwerp en de bouw 30 jaar in beslag namen (en dat al vele jaren vertraagd is en een paar miljard dollar boven budget).

"Dit zou altijd een speciale lancering worden," zei Zurbuchen. "We hebben onlangs vier lanceringen gehad bij de NASA waarbij we meerdere communicatieverliezen hadden zoals deze en we gingen door met de lancering. We namen meer risico's. Met Webb nemen we absoluut geen risico's, want dit is al riskant genoeg. Dus we zorgen er absoluut voor dat alles werkt."

+++++++ ga naar boven
+++++
+++
+

Artikel uit Nieuwsbrief Nr. 31 (22-jan-2022) J. Ligteneigen

Een terugblik op de lancering en het ontvouwen van de James Webb ruimtetelescoop.

Na diverse uitsteloperaties werd dan eindelijk, uitgerekend op eerste kerstdag 25 dec. 2021 de James Webb Space Telescope gelanceerd op de tijd van 13 uur 20 minuten exact Nederlandse tijd, 1 uur aftrekken voor GMT. De lancering werd live uitgezonden op NASA TV, dat is een onderdeel van de NASA app. Die iedereen op zijn/haar computer/telefoon/tablet kan installeren. Ik heb zelf van 13 uur tot ca. 16 uur zitten kijken naar het hele evenement en ik vond het geweldig.
De lancering was er een uit het boekje, alles liep perfect en het allermooiste moment was dat toen de laatste rakettrap losliet en de James Web helemaal op eigen kracht verder ging, een camera op de rakettrap erg mooi vastlegde hoe de James Webb zijn weg vervolgde. Toen het beeld bijna te klein werd, omdat de James Webb steeds verder van de rakettrap verwijderd raakte, klapte het zonnepaneel uit en werd de glinstering van het zonlicht op het zonnepaneel nog net zichtbaar, en dat was werkelijk het allerlaatste echte live-beeld wat de mensheid te zien kreeg van de James Webb, waarvan hieronder een momentopname. Rechtsboven de Aarde.

Laatste zicht op de JWST

Nooit meer in de toekomst zal de mensheid de James Webb te zien krijgen, want hij snelt met een hoge snelheid naar zijn stabiele punt in het zonnestelsel, het Lagrange L2-punt wat op 1,5 miljoen kilometer afstand ligt en niet meer waargenomen kan worden, omdat zijn afmetingen slechts enkele meters bedragen.

In de XX dagen daarna heeft de ruimtetelescoop zichzelf helemaal uitgeklapt via de bijna 400 motortjes, scharnierpunten, fijnstellingen en vergendelingen. De commando’s voor elke afzonderlijke operatie werden vanuit de Control Room gegeven, en veel van deze handelingen konden ook live worden gevolgd op NASA-TV op de geprogrammeerde uitzendingen, ik heb ze bijna allemaal gezien. Het laatste grote zichtbare moment was het uitklappen van de twee zijkanten van de primaire spiegel, waardoor de telescoop nu geheel is ontvouwd en deze in de ruimte zweeft / voortsnelt in uitgeklapte toestand, zoals hieronder getoond.

Uitgeklapte zonneschermen van de JWST

Op de achterkant van de primaire spiegel en onder het zonneschild zijn temperatuursensors gemonteerd, die al een tijdje hun meetwaarden continu doorgeven. Aan de onderzijde van het zonnescherm is het warm, want daar schijnt de Zon tegenaan. Dan loopt de temperatuur op naar 50°C en hoger. Die temperatuur wordt afgevangen en afgevoerd door de vijf ultradunne schermen ter grootte van een tennisveld. Hierdoor kan de telescoop zelf zijn zeer koele temperatuur van 240 graden onder nul behouden.

Die hele koude temperatuur is nodig, omdat de telescoop infraroodstraling gaat ontvangen van ongelooflijk ver weg staande sterren en stelsels. Infraroodstraling is erg gevoelig voor warmte, dus de warmte van de telescoop zelf mag geen verstorende factor worden. Hoe koeler de telescoop zelf is, des te minder storing hij produceert voor de te ontvangen informatie. De laagst mogelijke temperatuur bedraagt -273,15°C, bij die temperatuur staan alle atomen stil er gebeurt er niets meer. Die temperatuur zal nooit bereikt kunnen worden, maar -220°C is natuurlijk al vreselijk koud en toch moeten alle sensors blijven werken bij die temperatuur, dat is allemaal uitgebreid en jarenlang getest al de laboratoria en de testruimtes.

De temperaturen kunnen door ons allemaal worden bekeken via de volgende site:
https://www.webb.nasa.gov/content/webbLaunch/whereIsWebb.html?units=metric

Rechts op het scherm staan de temperaturen, en het zijn de werkelijke waarden van dat moment. Het duurt slechts enkele seconden voordat de gegevens de Aarde bereiken en getoond worden.

Temperaturen van de JWST

Tevens is fraai te zien waar de telescoop nu staat op de schaalverdeling. L2 is het eindpunt van de telescoop. Momenteel nadert de telescoop dit punt met een snelheid van 0,23 km. Per seconde, dat is 828 km. Per uur. Hij nadert steeds langzamer en moet bij L2 tot “stilstand” komen. Helemaal stil komt hij niet te staan, hij gaat daar lusjes draaien en blijft gedurende de rest van het project daar rondjes maken, en krijgt af en toe een kleine correctie om op zijn plaats te blijven draaien.

De laatste week en ook de komende drie maanden staan in het teken van het instellen van de grote Primaire spiegel. Elk van de 18 segmenten, die allemaal een afmeting van ca.1,3x1,3 meter hebben, zijn instelbaar via actuators die op de achterzijde van de segmenten zijn bevestigd. Actuators zijn kleine motortjes die het segment een klein beetje kan laten kantelen in elke gewenste richting. De 18 segmenten kunnen allemaal onafhankelijk van elkaar worden bestuurd en gekanteld, op zodanige wijze dat ze samen één harmonisch afgestelde spiegel vormen. Hiertoe wordt het licht van een bepaalde ster opgevangen, en dat licht komt op elk van de 18 segmenten terecht. Nu is het de bedoeling dat het licht op elk van de 18 segmenten naar één punt van de secundaire spiegel worden weerkaatst, zodat er één beeld van de ster ontstaat, en niet 18 afzonderlijke vage lichtpuntjes. Dit afstellen, kost ca. 3 maanden tijd. De segmenten worden in fracties van een millimeter afgesteld, het gaat hierbij om micrometers, dat is 0,000001 meter en waar nodig gaat het zelfs om nanometers, dat is een duizendste deel van een millimeter.

De spiegelsegmenten zijn ongelooflijk vlak gepolijst. Nu zult u zeggen dat een spiegel van 1,3 bij 1,3 meter altijd wel vlak zal zijn, maar hier moet licht c.q. straling worden opgevangen van een afstand van 13,8 miljard lichtjaar. Die spiegel moet daarom ongelooflijk vlak zijn gepolijst. Stelt u zich de kaart van Europa voor. Een geheel vlak Europa betekent dat over heel het grondoppervlak van Europa er geen objecten mogen zijn die hoger zijn dan een halve meter. Als dat zo is, dan is Europa “vlak”. Dezelfde verhoudingen gelden voor elk van de 18 spiegelsegmenten van 1,3 bij 1,3 meter. Vlak betekent hier geen objecten die hoger zijn dan 0,000001 meter, liefst kleiner nog.

Als u dit zo leest, en ik had wel dit gevoel, dan schrik je ergens van de bereikte techniek. Het is gewoon onwaarschijnlijk dat mensen die zo bedacht én gemaakt hebben, en dat dit op een afstand van ruim 1,5 miljoen kilometer nog werkt ook, en dat signalen worden ontvangen en verstuurd en dat dit alles zo maar werkt. Als “wetenschapsman”, een pure amateur hoor, vind ik dit allemaal geweldig. Dat ik dit allemaal mag meemaken in dit korte leven van 64 jaar. Wij met z’n allen, wij hebben meer gezien van het heelal en alles wat daarin beweegt dan alle grote mannen van de 16e,17e, 18e en 19e eeuw. Copernicus, Ticho Brahe, Kepler, Ptolemeus, Newton, Einstein hebben nooit kunnen zien wat wij nu allemaal zien. Dan heb ik het over waarnemen en beelden bekijken. Dat wij nog geen 0,001% begrijpen wat die mensen wisten, is een andere kwestie. Wij zijn gewoon domme koeien in vergelijking met de helden van die oude tijd.

Ik schreef het vorige keer al in een Nieuwsbrief over de James Webb: technisch gezien zijn het wonderen die verricht worden, maar menselijk gezien is het diep en diep triest dat “MEN”, de grootmachten in de wereld met alles wat ze weten, niet in staat zijn om een paradijs te creëren voor elke aardbewoner. Want dat is mogelijk, technisch gezien kan alles. De Sahara had een groene oase kunnen zijn, iedereen in Afrika had een baan kunnen hebben, eten in overvloed, maar de solidariteit ontbreekt, de compassie is er niet, “WIJ” met z’n allen gunnen de ander niets. Straks staan de Russen voor de deur, spreekwoordelijk gezegd, dan wordt iedereen bang, dan wordt het broekschijten. Rusland had al zijn 200 of 300 miljoen inwoners een paradijs kunnen geven door al die miljarden te besteden voor grondverbetering, milieu, welvaart, eten, verwarming. Maar helaas, de militairen willen spelen met hun Dinky Toys, al dat materieel staat er, het gemaakt in al die 10 à 20 jaar, het moet gebruikt worden. Het is net als vuurwerk, mensen hebben het gekocht, ze klagen over hoge energierekeningen, maar hun jaargeld zit in vuurwerk, het is gekocht, het staat er, en dus moet het afgestoken worden. Vuurwerkverbod of niet, het gaat de lucht in, maakt niet uit vernieling, overlast, doden, gewonden, het moet de lucht in. Zo zijn wij in Nederland, zo zijn wij, lezers! Voor de Russen geldt hetzelfde, het spul moet gebruikt worden, veel plezier ermee. Het zit dus in ons allemaal in meer of mindere mate, uitzonderingen daargelaten, gelukkig zijner nog heel veel goede mensen, maar de algemene staat van de mensheid is belabberd.

+++++++ ga naar boven
+++++
+++
+

Artikel uit Nieuwsbrief Nr. 32 (25-feb-2022) J. Ligteneigen

Het instellen van de 18 spiegelsegmenten van de James Webb ruimtetelescoop met de eerste foto van een ster.

Het afkoelen van de ruimtetelescoop.

Sinds de lancering van de James Webb ruimtetelescoop op eerste kerstdag 2021 heeft de telescoop zijn uiteindelijke locatie bereikt waar hij tot het einde van zijn ”carrière” zal blijven staan. Dat staan is nogal relatief, want de telescoop zal kleine rondjes draaien om steeds het beste gepositioneerd te blijven ten opzichte van de Zon, de Aarde en de Maan. Op de website van NASA is op elk moment de huidige positie op te vragen en de toestand van de telescoop, waarvan hieronder de momentopname van 18 februari 2022.

temperaturen van de JWST

Bovenaan ziet u de temperatuur sensorwaarden voor de warme kant, die naar de zon staat gericht, het geel / oranje gekleurde deel dat steeds een redelijk constante temperatuur heeft van 56°C en 12°C. Dat is het deel waar het zonlicht op het zonnescherm valt, u weet wel, dat scherm ter grootte van een tennisveld met vijf laagjes ultradun materiaal dat de warmte van de Zon moet afvoeren naar het universum.

Aan de andere kant van het scherm is het ijzig koud. Die temperaturen ziet u ook afgebeeld, de cijfertjes geven aan welk deel van de telescoop welke temperatuur heeft. Het koudste deel heeft nu een temperatuur van min 234°C, dat is drie keer zo koud als de min 80° op onze zuidpool. U zou denken dat er met die lage temperaturen niets meer werkt, maar de instrumenten zijn van zo’n ongelooflijke kwaliteit dat ze alsnog hun werk kunnen doen. Hier en daar worden ze tijdelijk opgewarmd om bepaalde functies uit te voeren, maar doorgaans zal dit toch wel de gemiddelde werktemperatuur zijn. En wij maar klagen dat 17 graden al “koud” is om in te werken!
Het absolute nulpunt bedraagt min 273,15 graden Celsius. Bij die temperatuur staan alle atomen stil, is er geen straling mogelijk. Die temperatuur zal door de James Webb nooit bereikt worden. De laagste temperatuur in het universum bedraagt ca. 2,7 Kelvin, dat is min 270,4°C, dat is de temperatuur van de kosmische achtergrondstraling.
Die sterke afkoeling van de telescoop is nodig, omdat hij infraroodstraling van ver weg staande objecten wil opvangen. Te denken valt aan sterrenstelsels “aan de rand van” het universum. Het kan dan nooit zo zijn dat de infraroodstraling van de telescoop zelf hierbij grote verstoringen gaan geven. Hoe kouder de telescoop zelf is, des te minder stoorstraling hij zelf produceert en hoe zuiverder het te ontvangen signaal zal zijn. De komende weken zal de telescoop hier en daar nog ca. 10 graden afkoelen en bereikt dan de “bedrijfstemperatuur”.

Het uitlijnen van de spiegelsegmenten van de primaire spiegel.

De James Webb-ruimtetelescoop is bijna klaar met de eerste fase van het maandenlange proces van het uitlijnen van de primaire spiegel met behulp van het Near Infrared Camera (NIRCam)-instrument.

De uitdaging voor het team was tweeledig: bevestigen dat NIRCam klaar was om licht van hemellichamen te verzamelen, en vervolgens het sterlicht van dezelfde ster te identificeren in elk van de 18 primaire spiegelsegmenten. Het resultaat is een beeldmozaïek van 18 willekeurig geordende stippen sterlicht, het product van Webbs niet-uitgelijnde spiegelsegmenten die allemaal licht van dezelfde ster weerkaatsen op Webbs secundaire spiegel en in de detectoren van NIRCam. De ster waarvan het licht opgevangen werd, is HD84406 in de buurt van de Grote Beer, ofwel Ursa Major, zie de afbeelding hieronder.

Wat lijkt op een eenvoudig beeld van wazig sterlicht wordt nu de basis om de telescoop uit te lijnen en scherp te stellen, zodat Webb deze zomer ongekende beelden van het heelal kan leveren. In de komende weken zal het team de spiegelsegmenten geleidelijk bijstellen totdat de 18 beelden één ster worden.

Tijdens het beeldopnameproces, dat op 2 februari begon, werd Webb op 156 verschillende posities rond de voorspelde locatie van de ster gezet en werden 1.560 beelden gegenereerd met de 10 detectoren van NIRCam, wat overeenkomt met 54 gigabyte aan ruwe gegevens. Het hele proces duurde bijna 25 uur, maar het is opvallend dat het observatorium de doelster in elk van zijn spiegelsegmenten binnen de eerste zes uur en 16 belichtingen kon lokaliseren. Deze beelden werden vervolgens samengevoegd tot één groot mozaïek dat de signatuur van elk primair spiegelsegment in één beeld weergeeft. De hier getoonde beelden zijn slechts een middengedeelte van dat grotere mozaïek, een enorm beeld met meer dan 2 miljard pixels.

Elke unieke stip die in het mozaïek te zien is, is dezelfde ster die door elk van de 18 primaire spiegelsegmenten van Webb in beeld is gebracht, een schat aan details die optiekdeskundigen en ingenieurs zullen gebruiken om de gehele telescoop uit te lijnen.

NIRCam is de golffrontsensor van de telescoop en een belangrijke beeldvormer. Hij is bewust gekozen voor de eerste uitlijningsstappen van Webb, omdat hij een groot gezichtsveld heeft en de unieke mogelijkheid om veilig bij hogere temperaturen te werken dan de andere instrumenten. Hij zit ook vol met aangepaste componenten die speciaal zijn ontworpen om bij dit proces te helpen. NIRCam zal gedurende bijna de gehele uitlijning van de spiegels van de telescoop worden gebruikt. Het is echter belangrijk op te merken dat NIRCam ver boven zijn ideale temperatuur werkt tijdens het maken van deze eerste technische beelden, en dat er visuele misvormingen te zien zijn in het mozaïek. De invloed van deze misvormingen zal aanzienlijk afnemen naarmate Webb dichter bij zijn ideale cryogene bedrijfstemperatuur komt.

De beelden van Webb zullen alleen maar duidelijker, gedetailleerder en ingewikkelder worden naarmate de andere drie instrumenten hun beoogde cryogene werkingstemperatuur bereiken en gegevens beginnen op te nemen. De eerste wetenschappelijke beelden zullen naar verwachting in de zomer aan de wereld worden geleverd. Hoewel dit een groot moment is, namelijk de bevestiging dat Webb een functionele telescoop is, moet er de komende maanden nog veel worden gedaan om het voor te bereiden op volledige wetenschappelijke werkzaamheden met alle vier de instrumenten die aan boord zijn.

+++++

Na het begin van de spiegeluitlijning met Webbs eerste detectie van sterlicht met de Nabije-Infrarood Camera (NIRCam), werkt het telescoopteam hard aan de volgende stappen voor de inbedrijfstelling van de telescoop. Om nog meer vooruitgang te boeken, moet het team een ander instrument, de Fine Guidance Sensor (FGS), gebruiken om zich op een gidsster te richten en de telescoop zeer nauwkeurig gericht te houden.
Om ervoor te zorgen dat Webb op zijn doel gericht blijft, meet de FGS 16 keer per seconde de exacte positie van een gidsster in zijn gezichtsveld en stuurt het ongeveer drie keer per seconde aanpassingen naar de fijne stuurspiegel van de telescoop. Naast zijn snelheid moet de FGS ook ongelooflijk nauwkeurig zijn. De mate van nauwkeurigheid waarmee het veranderingen in het richten naar een hemellichaam kan waarnemen, staat gelijk aan iemand die in een bepaalde stad staat, en die de oogbeweging kan zien van iemand die 500 kilometer verderop staat.
De 18 primaire spiegelsegmenten van Webb zijn nog niet uitgelijnd, zodat elke ster als 18 dubbele beelden verschijnt. Op 13 februari jl. heeft de FGS met succes een van deze sterbeelden voor de eerste keer vastgelegd en gevolgd. Van nu af aan zal het uitlijningsproces van de telescoopspiegels plaatsvinden met FGS-geleiding, terwijl NIRCam-beelden de diagnostische informatie leveren voor spiegelaanpassingen.

Hieronder ziet u vrijwel dezelfde afbeeldingen van de ster die door de afzonderlijke spiegelsegmenten werden waargenomen. De met stippellijnen omhulde twee groepen afbeeldingen zijn afkomstig van de klapbare linker- en rechterhelft van de primaire spiegel, die ik hier zelf even met groene kleur heb gemarkeerd.

Wat het team nu gaat doen in de komende weken, is ervoor zorgen dat elk van de 18 lichtpunten worden gepositioneerd op de daarvoor bestemde plaatsen, door het draaien in alle richtingen van elk van de 18 losse spiegelsegmenten. Op de achterkant van elk segment zitten motortjes die de gewenste draaiing kunnen uitvoeren.

Als dat dan allemaal is gelukt, is het vervolgens de taak om alle afzonderlijke beeldpunten te concentreren (convergeren) naar één centraal punt, waar dan een loepzuivere afbeelding van het object moet ontstaan, in dit geval dus van de ster HD84406. Dit proces van focussen ziet u hieronder afgebeeld.

Feitelijk wordt hiermee het instellingsproces van alle spiegels afgesloten, maar eigenlijk is dat proces nooit klaar en zullen er regelmatig fijncorrecties noodzakelijk zijn om alles gefocust te houden. Alle meetinstrumenten moeten ook tip-top in orde zijn, en blijven, gedurende de levensduur van de telescoop.
Al dat instelwerk en onderhoudswerk kost energie en dus brandstof uit de beperkte voorraad die de telescoop heeft meegekregen. Ook moet de telescoop regelmatig correcties uitvoeren op zijn lusvormige baan rondom het L2 Lagrangepunt om op positie te blijven, zodat de Zon geen verdere invloed krijgt via geleidelijke opwarming van de telescoop. Ook dat kost brandstof via de stuwraketjes. Al met al vereist het een zeer zorgvuldig omgaan met de schaarse brandstof. Officieel gaat het project “slechts” vijf jaar duren, maar iedereen houdt er rekening mee dat, net zoals bij de Hubble Space Telescope, de levensduur opgerekt kan worden, hopelijk met nog een periode van vijf jaar, en wie weet nog langer.

De eerste echte zuivere foto’s worden rond de zomer van 2022 verwacht. Welke foto’s dat worden, is niet bekend, maar de verbonden producenten en leveranciers zullen hierin wel wat te zeggen krijgen.

Tot slot, nog een ECHTE foto van de primaire spiegel.

Deze "selfie" is gemaakt met behulp van een speciale lens in het NIRCam-instrument, die is ontworpen om beelden te maken van de primaire spiegelsegmenten in plaats van beelden van de ruimte. Deze configuratie wordt niet gebruikt tijdens wetenschappelijke operaties en wordt uitsluitend gebruikt voor technische en uitlijningsdoeleinden. In dit geval was het heldere segment gericht op een heldere ster, terwijl de andere segmenten zich momenteel niet in dezelfde uitlijning bevinden. Dit beeld gaf een vroege indicatie van de primaire spiegel uitlijning op het instrument.

Selfe van de JWST tijdens het scherpstellen

+++++++ ga naar boven
+++++
+++
+

Artikel uit Nieuwsbrief Nr. 34 (15-apr-2022) J. Ligteneigen

Het uitlijnen van de spiegelsegmenten van de primaire spiegel.

In de vorig aflevering van deze serie over de James Webb Space Telescope heeft u al kennis kunnen maken met de laatste fasen van de “uitrol” van de telescoop. Met “uitrol” bedoel ik deze keer, het volledig klaarmaken, voorbereiden voor het doen van waarnemingen in de zomer van 2022. De laatste fase is het uitlijnen van de 18 separate spiegelsegmenten van de primaire spiegel, op een zodanige manier dat er uiteindelijk één haarscherp beeld ontstaat van elke waarneming met de telescoop.

Medio maart 2022 was de status als volgt, in grafiekvorm bij “5”. De fijn-instelling van de segmenten wordt geoptimaliseerd, de instrumenten worden ook ingesteld, totdat ca. 3 maanden vanaf heden de rode stippellijn wordt bereikt, en wij de eerste “echte” waarnemingen zullen mogen ontvangen.

De “laatste” stand van zaken in week-15 was de hieronder aangegeven situatie.

De gele driehoek geeft aan in welke status de James Webb telescoop zich momenteel bevindt. De allerlaatste correcties op de afzonderlijke spiegelsegmenten vinden nog plaats, de afkoeling van de apparatuur is ook nog steeds aan de gang, die afkoeling is noodzakelijk, om geen storende straling van de eigen apparatuur te krijgen op de ontvangen zwakke infrarood signalen van de objecten die geobserveerd gaan worden. Een totaalgrafiek van de afkoeling van de instrumenten vindt u hieronder. De actieve afkoeling begint op 33 dagen na de lancering van 25-12-2021, dat is vanaf 27 januari 2022. Het NIRI-instrument moet opereren bij een lagere temperatuur dan de overige instrumenten, daarom ziet u de lichtblauwe lijn dalen naar lagere temperaturen in de grafiek. De daling vindt plaats naar de ongelooflijk lage temperatuur van 7 Kelvin, dat is dus slechts 7 graden hoger dan het absolute nulpunt.

De afkoeling vindt plaats door een special ontwikkeld instrument, de cryo koeler, waarvan hieronder een afbeelding. De afkoeling gebeurt dus niet door alle instrumenten bloot te stellen aan de ruimte waar de James Webb zich bevindt, er moet een extra koeling plaatsvinden via de cryo koeler. Die heeft natuurlijk geen oneindige capaciteit en zal ooit eens uitgeput raken, dat is voorzien over een periode tussen de 5 en 10 jaar na heden. Dan zal de James Webb dus al zijn waarnemingen hebben moeten doen, maar dat lijkt mij lang genoeg, gezien de ongelooflijk grote hoeveelheden data die dagelijks verstuurd zullen gaan worden.

De Cryo koeler in ontwikkeling, ver vóór de lancering. © NASA/JPL-Caltech.

Een nieuwe testopname gemaakt

Nadat een maand geleden de allereerste test-foto was gemaakt van een heldere ster in de noordelijke hemel in de buurt van de Grote Beer (Ursa Major), is onlangs (16 maart jl.) een andere, zeer prachtige opname gemaakt van een ster die op ongeveer 2000 lichtjaar afstand van ons vandaan staat. Het licht van die ster doet er dus 2000 jaar over om ons te bereiken. Als u weet dat het licht een snelheid heeft van 300.000 kilometer per seconde, en de periode van 2000 jaar zo’n 63.200.000.000 seconden bevat, dan staat die ster op een slordige afstand van 18.930.000.000.000.000 kilometer.

Hieronder ziet u de gemaakt opname, © NASA.

testopname door JWST

De “omgeving” van de ster is haast nog mooier, links en rechts ziet u verre melkwegstelsels staan, elk van die stelsels bevat enkele honderden miljarden sterren, en nóg meer planeten die om deze sterren heen draaien. De melkwegstelsels staan nog relatief dichtbij, maar het is de bedoeling dat de James Webb ons beelden gaat geven van de meest verafgelegen sterrenstelsels, gesitueerd “aan de randen” van ons zichtbare universum.
De wetenschappers rondom de telescoop vinden nu al dat de beelden de verwachtingen hebben overtroffen, zelfs tijdens de instel- en optimalisatiefase. Dat gaat nog wat worden als de telescoop werkelijk operationeel is, ergens in juni of juli 2022. Hopelijk gaan wij het nog meemaken, want er zijn flink wat gestoorde mensen in deze wereld die alles willen vernietigen wat de mensheid heeft opgebouwd.

+++++++ ga naar boven
+++++
+++
+

Artikel uit Nieuwsbrief Nr. 35 (7-mei-2022) © J. Ligteneigen

Het uitlijnen van de spiegelsegmenten van de primaire spiegel.

In de vorig aflevering van deze serie over de James Webb Space Telescope heeft u al kennis kunnen nemen van de laatste fasen van de “uitrol” van de telescoop. Met de “uitrol” bedoel ik het volledig klaarmaken en voorbereiden voor het doen van waarnemingen in de zomer van 2022. Een van de laatste fasen was het uitlijnen van de 18 separate spiegelsegmenten van de primaire spiegel, op een zodanige manier dat er uiteindelijk één haarscherp beeld ontstaat van elke waarneming met de telescoop. Dit proces is ten einde gekomen en het resultaat is een perfect uitgelijnde primaire en secundaire spiegel.

De “laatste” stand van zaken in week-15 betrof de hieronder aangegeven situatie.

Nu, zes weken later is de allerlaatste fase aangebroken: het optimaliseren van de meetinstrumenten, voordat de echte waarnemingen kunnen plaatsvinden. De instrumenten zijn gekoeld tot op het gewenste punt. Eén van de instrumenten is zelfs gekoeld tot zes graden boven het absolute nulpunt, om zodoende verstorende infrarood straling van het instrument zelf te elimineren.

Het fijnstellen van de instrumenten is nodig, vanwege de diversiteit van de waarnemingen. Het is namelijk niet zo dat de telescoop alleen maar leuke plaatjes/afbeeldingen gaat maken van sterren of sterrenstelsels.

De verwerkingscapaciteit van de instrumenten zal worden gemeten: hoeveel van het licht dat de telescoop binnenkomt, zal de detectoren bereiken en zal worden geregistreerd.
Ook moet een astrometrische kalibratie worden uitgevoerd voor elk instrument, waarbij de kleine optische vervormingen in het instrument zullen worden gemeten om elke pixel in de detector af te stemmen op de precieze plaats aan de hemel die hij zal zien.
Tevens zal de scherpte van de beelden op elk punt in het beeld van een instrument worden gemeten om de optimale extractie van wetenschappelijke informatie mogelijk te maken.
Daarnaast moet de coronagrafie en de spectroscopie worden getest van enkele instrumenten.

Het laatste punt is wellicht interessant om er iets meer over te vertellen.

Op zoek naar Exoplaneten

Exoplaneten zijn planeten die gelegen zijn buiten ons eigen zonnestelsel. De meeste exoplaneten draaien rondom een bepaalde ster, net zoals de planeten in ons eigen zonnestelsel. In onze Melkweg zijn naar schatting tussen de 200 en 400 miljard sterren aanwezig, en elke ster heeft minimaal één, maar zeer waarschijnlijk meerdere planeten om zich heen draaien. De schattingen komen dan al snel uit op tussen de 400 en 800 MILJARD planeten, alleen al in onze eigen Melkweg.
Bij het zoeken naar exoplaneten gebruiken wetenschappers vaak de werelden die we het best kennen als referentie: onze eigen wereld en onze buren in het zonnestelsel. Maar de meeste planeten buiten het zonnestelsel lijken niet echt op die van onze buren.
"De diversiteit aan planeten die we in het heelal hebben ontdekt, is veel groter dan de diversiteit aan planeten in ons eigen zonnestelsel," zegt Natasha Batalha, mede-onderzoeker bij diverse Webb-programma's. "In ons zonnestelsel hebben we de binnenste rotsachtige werelden en de buitenste gasplaneten - maar de meest voorkomende exoplaneten die we zien, zitten daar eigenlijk tussenin."

Batalha's team zal de Webb telescoop gebruiken om 11 van die "tussenplaneten" te bestuderen, groter dan de Aarde maar kleiner dan Neptunus, om meer te weten te komen over hoe ze zijn ontstaan en in de loop der tijd zijn geëvolueerd. Een basisgevoel krijgen van hoe deze planetaire populatie eruit ziet - zijn ze rotsachtig of gemaakt van gas - is het begin.
Een groot deel van het door Webb mogelijk gemaakte exoplaneetonderzoek zal gericht zijn op dat soort basiskennis, waardoor wetenschappers meer stukjes in elkaar kunnen puzzelen hoe de populatie van planeten buiten ons zonnestelsel eruit ziet en of dergelijke werelden mogelijk leven kunnen herbergen.
Thomas Greene, een astrofysicus die meer dan 20 jaar heeft bijgedragen aan de ontwikkeling van Webbs instrumentatie en analysetechnieken, leidt een onderzoek naar negen planeten die minder massief en koeler zijn dan veel van de planeten die door eerdere telescopen zijn bestudeerd. Zijn onderzoek richt zich op de chemische samenstelling van de atmosferen rond deze werelden, de overvloed aan zwaardere elementen in hun samenstelling in vergelijking met hun gaststerren, de temperaturen aan het oppervlak van elke planeet, en nog veel meer.

+++++++

Om dit allemaal te weten te komen, moeten de instrumenten aan boord van James Webb geschikt zijn gemaakt om al deze metingen te kunnen ontvangen en analyseren. Een heel simpel plaatje heb ik hieronder geplaatst van een ver weg gelegen ster (oranje) en een bepaalde exoplaneet (blauw) die daar omheen draait in de richting van de rode pijl.

Als de exoplaneet nog niet bezig is om vóór de ster langs te schuiven, dus helemaal links staat, dan is het helderheidssignaal van de ster nog stabiel, dat is de rode lijn met de zwarte punten die allerlei meetwaarden over de ster aangeeft.

Op het moment dat de exoplaneet zich vóór de ster aan het plaatsen is, dan zal de helderheid van de ster een beetje afnemen, want een deel van het uitgezonden licht wordt door de exoplaneet geblokkeerd. De rode curve duikt naar beneden, de ontvangen helderheid neemt af. Op het moment dat de exoplaneet de ster is gepasseerd, helemaal rechts in de figuur, dan zal de ontvangen helderheid van de ster weer toenemen en uiteindelijk weer op het oorspronkelijke niveau zitten.

Door dit ontelbare keren te meten voor grote hoeveelheden verschillende sterren, kan een idee worden verkregen over de hoeveelheid exoplaneten. Het kan ook zijn dat er meerdere exoplaneten om de verre ster heen draaien, dan ontstaat er veel ingewikkelder patroon van de helderheidsafname, maar met de moderne technieken kan dit allemaal bepaald worden. De nauwkeurig de tijden te meten van dergelijke passages kan de omlooptijd van de exoplaneet bepaald worden en daarmee ook zijn massa, als de massa van de ster bekend is.

Maar tijdens de passage kan er nog meer bepaald worden, zie de volgende vereenvoudigde figuur hieronder.

passage van een planeet voor een ster

De gemaakte schets is totaal niet op schaal, maar maakt hopelijk wel duidelijk wat er gebeurt. Juist tijdens de passage van de planeet over de ster heen, wordt de planeet-atmosfeer (grijs in de figuur) door de achterliggende ster “zichtbaar” gemaakt. Als men van deze geobserveerde atmosfeer een spectrum maakt, dan kunnen uit dat spectrum de chemische elementen en andere verbinden gedetecteerd worden. Het is dan mogelijk om exact te bepalen welke elementen en verbindingen op de planeet voorkomen. Dat geeft weer aanwijzingen voor een mogelijke vorm van leven op de exoplaneet.

De exoplaneet moet dan wel aan bepaalde voorwaarden voldoen om van enige vorm van leven te spreken. De planeet moet niet te dichtbij en niet te veraf liggen van de centrale ster. De astronomen spreken dan over een “habitable zone”. Alles moet dan kloppen: afstand, temperatuur en diverse andere parameters.
De instrumenten aan boord van James Webb worden geoptimaliseerd en ge-fine-tuned om ook deze metingen te gaan uitvoeren op exoplaneten. De verwachting is dat er nog heel veel meer exoplaneten ontdekt zullen worden, klein en groot en dat heel erg veel informatie vrij komt over de chemische samenstelling van de exoplaneten.

Ter info: op dit moment zijn er sinds eind jaren ’90 al vijfduizend exoplaneten ontdekt met o.a. bovenstaande technieken, nog geheel los van de James Webb telescoop.

Het is de verwachting dat er tussen heden en 10 jaar na nu, onomstotelijk vast zal komen te staan dat er ook nog op één of meerdere andere planeten leven aanwezig is, al is het dan misschien niet de hoogstaande, vol ontwikkelde mensenkind zoals op Aarde, alhoewel dit laatste ook niet uit te sluiten is. Alleen al in onze Melkweg zijn er tussen de 400 en 800 miljard planeten aanwezig, en de Melkweg is slechts een stofdeeltje in de totale kosmos. Deze nieuwe ontdekking zal de meest opzienbarende vondst worden in de geschiedenis van de mensheid – en wij gaan het meemaken, al tenminste die idioten uit het Oosten zich koest willen houden.

De testopnames van James Webb tot nu toe

Nadat in maart 2022 de allereerste test-foto was gemaakt van een heldere ster in de noordelijke hemel in de buurt van de Grote Beer (Ursa Major), is korte tijd later een andere, zeer prachtige opname gemaakt van een ster die op ongeveer 2000 lichtjaar afstand van ons vandaan staat. Dit heeft u in de vorige editie kunnen lezen.
Andere gemaakte opnames, Credits: © NASA.

+++++++ ga naar boven
+++++
+++
+

Artikel uit Nieuwsbrief Nr. 36 (26-juni-2022) © J. Ligteneigen

De James Webb is gereed voor het doen van waarnemingen.

Temperatuur van de JWST instrumenten

U ziet tevens de “bedrijfstemperaturen” van de instrumenten. Deze instrumenten moeten enorm gekoeld worden, zodat ze zelf geen warmtestraling afgeven, anders zou dit de ontvangen signalen kunnen verstoren. De verwachte te ontvangen signalen van hele verre objecten in he universum hebben een “warmtestraling” die in de buurt zit van de ”warmte” die de instrumenten zelf bezitten aan boord van de telescoop als die niet goed gekoeld zouden worden.

De allerlaatste activiteiten voordat de waarnemingen beginnen, zijn een allerlaatste eindcontrole en het “afvinken” van de checklijst. Elk instrument heeft meerdere werkingsmodi. Tijdens de inbedrijfstelling wordt elke modus getest, gekalibreerd, geverifieerd en uiteindelijk afgetekend, om aan te geven dat het instrument klaar is voor wetenschappelijke activiteiten. De afbeelding hieronder zal worden bijgewerkt om de laatste aftekeningen gedurende de komende twee maanden van de inbedrijfstelling te volgen. OPMERKING: het uitchecken en aftekenen van de modi gebeurt NIET in de volgorde die in de lijst staat. Sommige modi zullen pas helemaal aan het eind van de inbedrijfstelling worden gecontroleerd.

De mijlpalen bij elk instrument zijn genummerd van 1 tot 4 of 5. De instrumenten zijn in het kort: NIRCAM, NIRSPEC, NIRISS en MIRI.

NIRCAM
Deze camera voor beelden in het nabij-infrarood zal opnamen maken in een deel van het zichtbare tot nabij-infrarode licht, golflengte 0,6 tot 5,0 micrometer. Deze modus zal worden gebruikt voor bijna alle aspecten van Webb-wetenschap, van zeer ver weg gelegen objecten tot melkwegstelsels, van stervormingsgebieden tot planeten in ons eigen zonnestelsel. Een voorbeeld van een doel in het Webb waarnemingsprogramma dat deze modus gebruikt: de Hubble Ultra-Deep Field beelden van ruim 2000 sterrenstelsels in één opname, alweer zeer lang geleden, en dit gaf één van de meest spectaculaire beelden ooit door de Hubble Space Telescope gemaakt.

NIR Spec
Spectroscopie scheidt het gedetecteerde licht in afzonderlijke kleuren. Spleetloze spectroscopie verspreidt het licht in het hele gezichtsveld van het instrument, zodat we de kleuren zien van elk object dat in het veld zichtbaar is. Spleetloze spectroscopie in NIRCam was oorspronkelijk een technische functie voor het uitlijnen van de telescoop, maar wetenschappers realiseerden zich dat deze ook voor wetenschappelijke doeleinden kon worden gebruikt. Een voorbeeld van deze functionaliteit is het analyseren van de spectra van quasars op zeer verre afstanden in het universum.
Hoewel spleetloze spectroscopie spectra krijgt van alle objecten in het beeldveld, kunnen de spectra van meerdere objecten elkaar overlappen en vermindert het achtergrondlicht de gevoeligheid. NIRSpec heeft een microshutter-apparaat met een kwart miljoen minuscule, regelbare sluiters. Door een sluiter te openen waar zich een interessant object bevindt en de sluiters te sluiten waar dat niet het geval is, kunnen wetenschappers schone spectra krijgen van wel 100 bronnen tegelijk.

NIRISS
Het instrument voor het verrichten van spectroscopie zonder spleet voor één object. Dit zal worden gebruikt om planeten rond enkele van de helderste nabije sterren waar te nemen. Hiertoe haalt NIRISS de ster uit het brandpunt en verspreidt het licht over een groot aantal pixels om te voorkomen dat de detectoren verzadigd raken. Voorbeeld: kleine, mogelijk rotsachtige exoplaneten TRAPPIST-1b en 1c.

MIRI
Net zoals voor nabij-infrarode beeldvorming de NIRCam zal worden gebruikt, zo is het mogelijk dat voor bijna alle soorten Webb-objecten, de MIRI-beeldvorming van Webbs opnamen uitgebreid wordt van 5 tot 27 micron, de midden-infrarode golflengten. Beeldvorming in het midden-infrarood zal ons bijvoorbeeld de verdeling van stof en koud gas in stervormingsgebieden in ons eigen Melkwegstelsel en in andere melkwegstelsels laten zien. Voorbeeld: het nabije sterrenstelsel Messier 33.

Bijna alles staat dus gereed en het is aan de leiding van het telescoop project om te beslissen welke waarnemingen als eerste zullen volgen. Vermoedelijk hebben de meest betrokken partijen bij de ontwikkeling en de bouw van de telescoop wel wat voorrang en zal hun “wensenlijst” aan de beurt komen.

De laatste mededelingen van NASA zijn de aankondigingen van twee speciale dagen waarop voor de allereerste keer testfoto’s, spectra en veel meer andere zaken te zien zullen zijn. Daarnaast wordt er ook een speciale “media-dag” georganiseerd, de details vindt u hieronder. Alle tijden gelden voor Eastern Standard Time (EST). U moet dan 5 uur optellen voor Greenwichtijd en daar bovenop nog 1 uur extra voor Nederlandse tijd.

Dinsdag, 12 juli

Dag van de vrijgave van de beelden

10:30 uur - De live uitzending van de vrijgave van de beelden zal te zien zijn op NASA TV, de NASA-app en de website van de NASA. Het publiek kan ook live kijken op Facebook, Twitter, YouTube, Twitch, en Daily Motion.

12.00 uur - Na de live-uitzending houden de NASA en zijn partners een gezamenlijke briefing voor de media op NASA Goddard Space Center. De briefing zal live worden uitgezonden op NASA TV, de NASA-app en de website van de NASA. De lijst met deelnemers aan de briefing wordt binnenkort verwacht, en deze mededeling zal later worden bijgewerkt met details.

15.00 uur - Mogelijkheden voor live interviews: Van ongeveer 15.00 tot 19.00 uur op dinsdag 12 juli en van 06.00 tot 13.00 uur op woensdag 13 juli zullen deskundigen van de Webb-missie beschikbaar zijn voor live interviews op afstand met omroepmedia.

De deskundigen zullen beschikbaar zijn voor interviews in zowel het Engels als het Spaans. Meer details over het plannen van deze interviews zullen dichter bij de datum bekend worden gemaakt.

Woensdag 13 juli

15.00 uur: NASA Science Live

Webb-experts zullen vragen beantwoorden over de eerste beelden en gegevens in een NASA Science Live show. De uitzending, Webb's First Full-Color Images Explained, zal live worden uitgezonden op de NASA Science Live website, maar ook op YouTube, Facebook en Twitter.
Kijkers van deze aflevering kunnen vragen stellen op sociale media met de hashtag #UnfoldtheUniverse of door een reactie achter te laten in het chatgedeelte van de Facebook- of YouTube-stream.

Tegelijkertijd zal NASA ook een live social media-evenement in het Spaans uitzenden op zijn NASA en español YouTube-, Facebook- en Twitter-accounts. Webb-experts Begoña Vila en Néstor Espinoza zullen de vrijgave van de eerste beelden bespreken en vragen van volgers beantwoorden.

NASA Sociaal

De NASA zal ook een persoonlijke NASA Social organiseren op dinsdag 12 juli en woensdag 13 juli. Deelnemers die te gast zijn bij de opnamen van de televisie-uitzending in NASA Goddard, krijgen een rondleiding door de faciliteiten van NASA Goddard en STScI, en kunnen praten met deskundigen van de Webb-missie.

U ziet het, de NASA doet er heel erg veel aan om maximale bekendheid te geven aan de James Webb Space Telescope en het waarnemingsprogramma voor de komende jaren. De geïnteresseerden kunnen eens proberen om af te stemmen op de live uitzendingen van NASA TV, dat kunt u gemakkelijk doen op elke moderne smart telefoon. U kunt dan het beste de NASA-app installeren die zowel voor de i-Phone als voor Android telefoons beschikbaar is. U heeft dan niet alleen toegang tot NASA-TV, maar ook tot alle ruimtemissies die er ooit zijn geweest en ook die nog gelanceerd zullen worden. De taal is Engels, maar met een beetje handigheid kunnen teksten naar het Nederlands vertaald worden als u Google Translate ook heeft geïnstalleerd.

Op een grotere computer is het beter om de NASA website te bezoeken en daar NASA-TV op te zoeken, er is ook een TV programmaoverzicht aanwezig, zodat u kunt zien wat er momenteel uitgezonden wordt en wat er nog op de rol staat.

+++++++ ga naar boven
+++++
+++
+

De James Webb is gereed voor het doen van waarnemingen.

In de vorige Nieuwsbrief heb ik mededelingen gedaan over de speciale uitzending op NASA-TV, een uitzending die ook live te volgen was op YouTube. Op die dag, dinsdag 12 juli jl. gaf de NASA voor het allereerst een vijftal foto’s vrij voor de gehele wereld. Dat waren “foto’s” voor het grote publiek, maar eigenlijk zijn het gekleurde bewerkingen van infrafood-signalen die zijn opgevangen op de 18 primaire spiegelsegmenten van de ruimtetelescoop. De telescoop doet nauwelijks observaties in het zichtbare licht, maar in het infrarood, dat is “licht”, ofwel elektromagnetische straling die wij niet kunnen zien met onze ogen. Die straling heeft een dusdanige lange golflengte dat speciale apparatuur nodig is om dit op te kunnen vangen. Wat er eigenlijk gedetecteerd wordt, is een intensiteit van een opgevangen signaal. Hoe intenser het signaal, des te sterker is de straling die vanuit het bekeken object is uitgezonden en de telescoop heeft bereikt. Heel eenvoudig gezegd, komt het erop neer dat de intensiteit van de opgevangen signalen (na aftrek van storingen en ruis) daarna worden ingekleurd door een speciaal team van mensen. Sterke signalen krijgen een dieprode kleur, minder sterke signalen krijgen een oranje kleur, enzovoorts. De keuze van de kleuren wordt bepaald door het team van wetenschappers. Zij kleuren de signalen werkelijk pixel voor pixel in, waarschijnlijk ondersteund door computers. Op die manier krijgen wij de “foto” voorgeschoteld, een voorbeeld staat hieronder.

Stephans quintet

Dit enorme mozaïek is Webbs grootste afbeelding tot nu toe en beslaat ongeveer eenvijfde van de diameter van de maan. Het bevat meer dan 150 miljoen pixels en is opgebouwd uit bijna 1.000 afzonderlijke beeldbestanden. Het zal u duidelijk zijn dat de inkleuring van de signalen sterk werd ondersteund door de computer.

Uiteraard was dat maar het prille begin van de waarnemingen van de telescoop. De gereserveerde observatietijd zit prop- en propvol voor de komende 12 maanden. De NASA moest natuurlijk “iets” laten zien voor het grote publiek dat in grote spanning had gezeten sinds de lancering op eerste kerstdag van 2021. Van het 10 miljard kostende observatorium wordt natuurlijk wel het een en ander verwacht in de komende jaren, en de ambities van de samenwerkende ruimtevaartorganisaties zijn dan ook erg groot.

Ik zet in dit artikel de vijf gepubliceerde foto’s op een rij, voorzien van een korte beschrijving.
Opname-1: de Deep Field van SMACS 0723

Deep Field SMACS0723

Duizenden sterrenstelsels - waaronder de vaagste objecten die ooit in het infrarood zijn waargenomen - zijn voor het eerst in Webbs beeld verschenen. Dit stukje van het uitgestrekte heelal is ongeveer zo groot als een zandkorrel die iemand op de grond op armlengte houdt. De afbeelding toont de sterrenstelselcluster SMACS 0723 zoals die er 4,6 miljard jaar geleden uitzag. De gecombineerde massa van deze cluster van sterrenstelsels werkt als een gravitatielens, die veel verder weg gelegen sterrenstelsels achter zich uitvergroot. Webbs NIRCam heeft die verre sterrenstelsels scherp in beeld gebracht - ze vertonen minuscule, zwakke structuren die nog nooit eerder zijn gezien, waaronder sterrenhopen en diffuse structuren. Onderzoekers zullen binnenkort meer te weten komen over de massa's, leeftijden, geschiedenis en samenstelling van de sterrenstelsels, nu Webb op zoek is naar de vroegste sterrenstelsels in het heelal.
Dezelfde Deep Field werd vele jaren geleden opgenomen door de Hubble Space Telescope, maar met minder detail. De Hubble moest er destijds ca. 15 dagenlang opnamen van maken met minder detail dan hierboven is te zien. de James Webb heeft er “slechts” enkele uren voor nodig gehad.

Opname-2: Exoplaneet WASP 96-B.

Exoplaneet WASP 96-B

De James Webb Space Telescope heeft de duidelijke signatuur van water, samen met bewijs voor wolken en nevel, vastgelegd in de atmosfeer rond een hete, gezwollen gasreuzenplaneet die in een baan om een verre zonachtige ster draait. De waarneming, die de aanwezigheid van specifieke gasmoleculen onthult op basis van minieme afnames in de helderheid van precieze kleuren licht, is de meest gedetailleerde in zijn soort tot nu toe en toont Webbs ongekende vermogen om atmosferen op honderden lichtjaren afstand te analyseren.

De Hubble-ruimtetelescoop heeft de afgelopen twee decennia talloze exoplaneet atmosferen geanalyseerd, waarbij in 2013 voor het eerst duidelijk water is waargenomen, maar de onmiddellijke en meer gedetailleerde waarneming van Webb betekent een grote sprong voorwaarts in de zoektocht naar mogelijk bewoonbare planeten buiten de aarde.

Opname-3: De dood van een ster. Een planetaire nevel te zien in NGC 3132.

De zwakkere ster in het centrum van de afbeelding zendt al duizenden jaren ringen van gas en stof in alle richtingen uit, en de James Webb Space Telescope heeft voor het eerst onthuld dat deze ster in stof gehuld is. Twee camera's aan boord van Webb hebben de laatste opname gemaakt van deze planetaire nevel, die is gecatalogiseerd als NGC 3132 en informeel bekend staat als de Zuidelijke Ringnevel. Hij staat op een afstand van ongeveer 2500 lichtjaar van ons vandaan. Deze waarneming toont de Zuidelijke Ringnevel bijna frontaal, maar als we hem zouden kunnen draaien om hem van opzij te bekijken, zou zijn driedimensionale vorm er duidelijker uitzien als twee kommen die aan de onderkant tegen elkaar zijn geplaatst en van elkaar af openen met een groot gat in het centrum.

De foto hieronder is gemaakt met de MIRI, het Mid Infra Red Instrument.

Twee sterren, die in een nauwe baan om elkaar gevangen zijn, geven vorm aan het lokale landschap. Op de infraroodbeelden van Webb zijn nieuwe details van dit complexe systeem te zien. De sterren - en hun lichtlagen - zijn prominent aanwezig in het beeld van Webbs Nabij-Infrarood Camera (NIRCam) boven, terwijl het beeld van Webbs Mid-Infrarood Instrument (MIRI) hiernaast voor het eerst laat zien dat de tweede ster omgeven is door stof. De helderdere ster bevindt zich in een vroeger stadium van zijn sterevolutie en zal in de toekomst waarschijnlijk zijn eigen planetaire nevel uitstoten. In de tussentijd beïnvloedt de heldere ster het uiterlijk van de nevel. Terwijl het paar om elkaar heen blijft draaien, "roeren" ze de pot van gas en stof, waardoor asymmetrische patronen ontstaan.

Elke “schil” op de foto vertegenwoordigt een episode waarin de zwakkere ster wat van zijn massa verloor. De breedste gasschillen naar de buitenste gebieden van de afbeelding zijn eerder uitgestoten. De schillen die zich het dichtst bij de ster bevinden, zijn de meest recente. Door deze uitwerpingen te traceren, kunnen onderzoekers de geschiedenis van het systeem achterhalen.
Waarnemingen met de NIRCam laten ook zeer fijne lichtstralen rond de planetaire nevel zien. Het licht van de centrale sterren stroomt naar buiten waar zich gaten in het gas en stof bevinden - net als zonlicht door gaten in een wolk.

Opname-4: Stephan’s Quintet.

Op deze geweldige nieuwe foto onthult de James Webb-ruimtetelescoop nooit eerder geziene details van de groep sterrenstelsels die "Stephan's Quintet" wordt genoemd. Door de nabijheid van deze groep kunnen astronomen fusies en interacties tussen sterrenstelsels van dichtbij bekijken. Zelden zien wetenschappers zo gedetailleerd hoe interacterende sterrenstelsels stervorming in elkaar op gang brengen, en hoe het gas in deze sterrenstelsels wordt verstoord. Stephan's Quintet is een fantastisch "laboratorium" om deze processen, die fundamenteel zijn voor alle sterrenstelsels, te bestuderen. Op de foto zijn ook de uitstromingen te zien die worden aangedreven door een superzwaar zwart gat in een van de sterrenstelsels van de groep, en wel op een nooit eerder vertoonde gedetailleerde manier. Strakke groepen sterrenstelsels zoals deze kwamen wellicht vaker voor in het vroege heelal, toen oververhitte, instromende materie de brandstof kan zijn geweest voor zeer energierijke zwarte gaten.

Opname-5: Stervorming in de regio van NGC3324 in de Carina nevel.

De schijnbaar driedimensionale "Kosmische kliffen" laten zien hoe Webb door stof heen kan kijken en nieuw licht kan werpen op de vorming van sterren. Webb onthult opkomende stellaire kraamkamers en individuele sterren die volledig verborgen zijn in zichtbare-lichtbeelden. Dit landschap van "bergen" en "valleien" is in feite de rand van een nabije sterrenkraamkamer, NGC 3324 genaamd, in de noordwestelijke hoek van de Carinanevel.
Zogenaamde bergen - sommige torenen zo'n 7 lichtjaar hoog op - zijn bezaaid met glinsterende, jonge sterren die in infrarood licht zijn afgebeeld. Een spelonkachtig gebied is uit de nevel gesneden door de intense ultraviolette straling en stellaire winden van extreem massieve, hete, jonge sterren die zich boven het gebied bevinden dat op deze afbeelding te zien is. De verzengende ultraviolette straling van deze sterren boetseert de wand van de nevel door hem langzaam weg te eroderen. Dramatische pilaren rijzen op boven de gloeiende gas-muur en verzetten zich tegen deze straling. De "stoom" die uit de hemelse "bergen" lijkt op te stijgen is in feite heet, geïoniseerd gas en heet stof dat uit de nevel wegstroomt als gevolg van de meedogenloze straling. Objecten in de vroegste, snelle fasen van stervorming zijn moeilijk vast te leggen, maar Webbs extreme gevoeligheid, ruimtelijke resolutie en beeldvormingscapaciteit kunnen deze ongrijpbare gebeurtenissen in kaart brengen.

De meest recente opname, terwijl ik de hand leg aan dit artikel, is de volgende.

U kijkt hier naar een groot roze, gespikkeld sterrenstelsel dat lijkt op een wiel met een kleine, binnenste ovaal, met stofblauw ertussen rechts, met twee kleinere spiraalstelsels van ongeveer dezelfde grootte links tegen een zwarte achtergrond.
De James Webb-ruimtetelescoop heeft in de chaos van het Karrewiel sterrenstelsel gekeken en nieuwe details onthuld over stervorming en het centrale zwarte gat van het sterrenstelsel. Webb's krachtige infrarode blik heeft deze gedetailleerde afbeelding opgeleverd van het karrewielstelsel en twee kleinere metgezellenstelsels tegen een achtergrond van vele andere stelsels. Deze afbeelding geeft een nieuw beeld van hoe het Karrewiel-stelsel in de loop van miljarden jaren is veranderd.

Het Karrewiel-stelsel, dat zich op ongeveer 500 miljoen lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Beeldhouwer bevindt, is een zeldzame verschijning. Zijn uiterlijk, dat veel weg heeft van het wiel van een wagen, is het resultaat van een intense gebeurtenis - een botsing met hoge snelheid tussen een groot spiraalvormig sterrenstelsel en een kleiner sterrenstelsel dat op deze foto niet zichtbaar is. Botsingen van galactische proporties veroorzaken een waterval van verschillende, kleinere gebeurtenissen tussen de betrokken sterrenstelsels; het Karrewiel is daarop geen uitzondering.

De botsing heeft vooral invloed gehad op de vorm en structuur van het sterrenstelsel. De Karrewiel Melkweg heeft twee ringen - een heldere binnenring en een omringende, kleurrijke ring. Deze twee ringen breiden zich vanuit het centrum van de botsing naar buiten uit, als rimpelingen in een vijver nadat er een steen in is gegooid. Vanwege deze onderscheidende kenmerken noemen astronomen dit een "ringstelsel", een structuur die minder vaak voorkomt dan spiraalstelsels zoals onze Melkweg.

De heldere kern bevat een enorme hoeveelheid heet stof, waarbij de helderste gebieden de thuisbasis zijn van gigantische jonge sterrenhopen. Aan de andere kant wordt de buitenste ring, die al zo'n 440 miljoen jaar aan het uitdijen is, gedomineerd door stervorming en supernova's. Als deze ring uitdijt, ploegt hij in het omringende gas en brengt hij stervorming op gang. Andere telescopen, waaronder de Hubble-ruimtetelescoop, hebben het Karrewiel al eerder onderzocht. Maar het dramatische sterrenstelsel is gehuld in mysterie - misschien letterlijk, gezien de hoeveelheid stof die het zicht belemmert. James Webb, die infrarood licht kan waarnemen, brengt nu nieuwe inzichten in de aard van het Karrewiel aan het licht.

Hetzelfde Karrewiel, maar nu door de MIRI gezien van James Webb. Infrarood golven van een langere golflengte.

De MIRI-gegevens zijn rood gekleurd in deze samengestelde afbeelding. Het toont regio's in het stelsel die rijk zijn aan koolwaterstoffen en andere chemische verbindingen, maar ook aan silicaatstof, zoals veel van het stof op aarde. Deze gebieden vormen een reeks spiraalvormige spaken die in wezen het skelet van het melkwegstelsel vormen. Deze spaken zijn duidelijk te zien in eerdere Hubble-waarnemingen die in 2018 zijn vrijgegeven, maar ze komen veel duidelijker naar voren in deze Webb-opname.

In bovenstaande pagina’s werden veelvuldig de NirCam en het NIRI instrument genoemd. Deze instrumenten zijn in het bijzonder gevoelig op heel specifieke delen van het infrarood. Het infrarood begint ná het meest rode deel van het zichtbare licht. Een rode tot bruine kleur kunnen wij met onze ogen nog wel zien, maar infrarood is niet meer met onze ogen waar te nemen.
Het is warmtestraling en geen zichtbaar licht. Hieronder hebt u een overzicht op welke golflengten de James Webb zijn waarnemingen doet en ter vergelijking vindt u ook de golflengtegebieden van de Hubble Space Telescope en de modernere Spitzer telescoop.

De Hubble Space Telescope opereert in het gehele zichtbare-lichtgebied en dus zijn deze opnames daadwerkelijk foto’s. What-you-see-is-what-you-get. Hubble kan ook een beetje waarnemen in het ultraviolet en een klein beetje in het infrarood. James Webb is volledig gespecialiseerd in het infrarood en kan nét nog het zichtbare licht op 600 nanometer waarnemen. Hieronder ziet u welke kleur dit dan vertegenwoordigt. Het menselijk oog kan geen golflengten meer waarnemen die groter zijn dan ca. 750 nanometer.

Wat voor ons menselijk oog niet meer waarneembaar is, kan wél opgevangen worden door infraroodtelescopen. De James Webb is er zo eentje, maar ook de Spitzer telescoop kan hier waarnemen. U vraagt zich af waarom Spitzer dan niet de taken van James Webb kan doen, dat scheelt een slordige 10 miljard euro. De oorzaak is tweeledig: (1) het golflengtegebied van Spitzer begint in het verre infrarood, daardoor worden essentiële waarnemingen gemist van objecten die uitsluitend stralen in nabij en midden-infrarood.

Oorzaak (2) is dat het vloeibare helium aan boord van Spitzer al in 2009 opgeraakt was, zodat de infrarood instrumenten geen waarnemingen meer konden doen, omdat dan Spitzer zelf meer warmte produceert dan de objecten die waargenomen moesten worden. Spitzer moest dus in 2009 al grotendeels stoppen met zijn missie.

James Webb opereert dus in een groot golflengtegebied van 600 tot 28.500 nanometer. Hoe langer de golflengte is, des te “koelere” objecten waargenomen kunnen worden. Dat is precies de reden waarom de telescoop zo sterk gekoeld moet worden. Hij moet altijd koeler zijn dan de objecten die hij wil waarnemen. Eigenlijk is dit niet helemaal waar. James Webb gaat sterren waarnemen en sterrenstelsels. Die zijn helemaal niet koel, die zijn ontzettend warm.
Echter één van de grote missies van James Webb is om hele verre sterrenstelsels waar te nemen, die zó ver weg staan dat ze bij wijze van spreken aan de rand van het universum staan, en het universum is aan het expanderen, wat ik hieronder symbolisch heb weergegeven. Rechts staat de blauwe bol, onze Aarde. De witte punten zijn sterrenstelsels, die stralen naar ons toe. Bovenaan is een blauwe golf getekend, die bereikt ons oog en wij nemen het waar als een blauwe kleur.
Nu expandeert het universum met gigantische snelheden, alles wordt uit elkaar getrokken. Het bovenste sterrenstelsel wordt bijv. naar links getrokken, een willekeurige expansierichting. Bij de gele golf is het sterrenstelsel al een heel stuk van ons verwijderd geraakt door de expansie van het universum. Ook de golf zélf wordt uitgereikt. De golflengte wordt dus langer en krijgt een andere kleur: geel in dit geval.

Een ander sterrenstelsel stond al heel ver weg, die heeft een nóg hogere snelheid gekregen waarmee het zich van ons verwijdert. Hoe verder weg iets staat, des te sneller verwijdert het zich van ons vandaan. Het onderste sterrenstelsel straalt nog steeds zijn eigen oorspronkelijke blauwe straling uit, maar die is door de expansie zó ver uitgerekt, dat die golf rood is geworden. Dit is de bekende ROODVERSCHUIVING in de astronomie. De blauwe golf die geel is geworden is óók rood verschoven, maar nog niet in die mate als de onderste golf.

Dit is nog allemaal zichtbaar licht, maar de uitbreidingssnelheid is zó groot aan de uiteinden van het heelal dat golven geen kleur meer hebben, die zijn infrarood geworden en DAT IS WAT JAMES WEBB moet waarnemen. Deze golven van infrarode straling vertegenwoordigen een temperatuur van -270 graden Celsius tot -240° C, ofwel 3 tot 33 (graden) Kelvin.

Het MIRI instrument is afgekoeld tot 6 Kelvin, dus -267,2 graden Celsius. De NIRcam is gekoeld tot 40 Kelvin, dus -233° C. Deze instrumenten kunnen dus heel ver weg gelegen stelsels waarnemen via infrarood. Dichterbij gelegen objecten zijn minder rood verschoven en kunnen in het nabij infrarood worden waargenomen, denk aan exoplaneten bij sterren die niet zo heel ver weg staan.
Onze eigen planeten zijn ook deel van het onderzoek, evenals de manen rond die planeten. Die staan zo dichtbij dat een zichtbaar-licht waarneming mogelijk is, vandaar dat James Webb een heel klein stukje zichtbaar licht kan waarnemen. Maar ver weg staande maantjes zijn heel erg koud en stralen ook in infrarood, dus ook deze waarnemingen kunnen gedaan worden.

++++++++++++++++++++

Met deze laatste opmerkingen komt ook deze artikelserie aan zijn einde. In tien Nieuwsbrieven vanaf december 2021 heb ik geprobeerd om interesse voor de nieuwste en duurste en grootste ruimtetelescoop te creëren c.q. te vergroten, en hopelijk ben ik daarin geslaagd.

Een onderwerp als astronomie binnen de astrologische gemeenschap is niet erg populair, en dat vind ik erg jammer. Uiteraard is het een kwestie van persoonlijke interesse, net zoals niet iedereen natuurkunde of scheikunde interessant vindt.
Maar astronomie staat direct tegen de astrologie aan. In vroeger tijden, dus de periode van de Hellenistische astrologie waren vrijwel alle astrologen tegelijkertijd ook astronoom, soms ook arts of geoloog. De verwevenheid tussen de astrologie en de astronomie is zeer groot, omdat wij immers “werken” met de hemellichamen uit ons Zonnestelsel in de horoskoop. Zon, Maan, planeten, sommigen gebruiken asteroïden, en Vaste Sterren. Het zijn allemaal objecten uit de kosmos, veraf en dichtbij.

Kennis van deze objecten is geen harde must om astrologie te kunnen bedrijven, maar het zou wel mooi zijn als het algemene kennisniveau een flink stuk zou stijgen.

Wij leven in een ongekend fascinerende wetenschappelijke tijd. Er gebeurt de laatste 20 jaar honderd keer meer dan in de vijftig jaar daarvóór. En in de periode 1950-2000 is er meer gebeurd dan in de 200 jaar daarvóór qua techniek en wetenschap. Wij krijgen tegenwoordig en in de nabije toekomst veel meer te zien dan wij ooit voor mogelijk hebben gehouden. Galileo Galilei “zou er een moord voor hebben begaan” als hij destijds in 1609 zou mogen waarnemen wat wij nu vanuit onze luie stoel op TV kunnen aanklikken. Maanlandingen, sondes naar kometen, landingen op Mars, het weer mee terug nemen van bodemmonsters, sterrenstelsels, de uiterste randen van het zichtbare heelal. Wij hebben het allemaal voor het aanklikken op de PC of zelfs op een telefoon.

Copernicus en Galilei moesten oppassen om niet vervolgd te worden door de katholieke kerk voor hun wetenschappelijke ontdekkingen, maar moeilijk hebben ze het wel gehad. Giordano Bruno (1548-1600), een wetenschapper en vrijdenker werd veroordeeld door de Inquisitie en mocht dienen als brandhout voor de Katholieke Barbecue.

Die achterlijke tijden liggen ver achter ons. Ze zijn inmiddels vervangen door andere achterlijkheden van zeer recente aard. Ik herhaal hier een passage die ik schreef in Nieuwsbrief 28 van december 2021. De horoskoop waarover ik schrijf, is een event-horoskoop van de geplande lancering destijds.

Slotbeschouwingen

U ziet uit de horoskoop, die natuurlijk slechts een momentopname is op woensdag 22 december 2021 ten behoeve van de lancering, enkele dagen voor Kerst, waarbij de wereld in rep en roer is over Covid-19, de nieuwste virusmutaties en de dreigende opmars van Rusland voor de grenslijn van Oekraïne. Ik heb het al zo vaak geschreven in zoveel artikelen: technologisch is de mens zó ongelooflijk ver, neem de astronomie, neem de natuurkunde, kwantummechanica, de geneeskunde, operaties op microschaal. De mensheid doet het allemaal al.

Het grote geld rolt daadwerkelijk als een bezetene, maar in de handen van slechts 1% van de allerrijkste mensen op Aarde. Een andere substantiële 80% leeft rond of onder de armoedegrens, dat zijn zo’n 4 à 5 miljard mensen. Voor hen verandert er niet veel. Vrede op Aarde is er nog lang niet, en iedereen gaat weer een Kerst tegemoet met de diepe wens om ooit eens de vrede te mogen beleven, een vrede voor iedereen. Voor velen wordt het een gitzwarte Kerst, want voor hen gold het “zwarte scenario”. Een zwart scenario, omdat anderen hun vrijheid willen beleven, óók DAT is AQUARIUS ofwel de Waterman, waarin nu Saturnus een tijdje de heerschappij uitoefent.

En Waterman wordt geregeerd door de planeet Uranus, dat is nu de dispositor over Saturnus. Uranus wikt en beschikt, dat doet die vanuit Stier en hij werpt een mooi vierkant naar Saturnus die daar op bezoek komt. Dat geldt voor de lancering van de James Webb op dat ene korte moment van een paar minuten. Maar het loopt iets langere tijd op Aarde voor iedereen, dat vierkant.

Saturnus wil orde en regelmaat scheppen, dat is zijn primaire taak. Structuur, regels, wetten en gehoorzaamheid, dat is wat Saturnus wil zien. In Waterman moet hij lijdzaam toezien dat zijn “baasje” Uranus er een grote zooi van maakt, opstandig is en militant is, tot de waanzinnigheid aan toe, want als er één planeet die volledig uit zijn dak kan komen en lak heeft aan alle regels, dan is het wel Uranus. Dus Saturnus kan geen kant op, hij wil wel, maar het werken wordt hem onmogelijk gemaakt.

In Waterman heerst de grootste dictatuur, jawel!

Vrijheid, gelijkheid en broederschap en communisme. Ik heb daar geen moeite mee, het klinkt geweldig voor de gehele mensheid als iedereen daar op volstrekt gelijke mate in kan delen. Maar de machthebbers van die vrijheid, gelijkheid en broederschap ontpoppen zich als de wreedste dictators. En eenmaal in het zadel (geholpen) dan geldt die vrijheid alleen nog maar voor henzelf, maar niet meer voor die miljoenen of miljarden volgers, die kunnen mooi de pot op. Dat is Aquarius negatief gezien, en Uranus loopt nog wel een tijdje daar in Stier, continu vierkant zijn eigen zodiakteken.

Kijkt u de horoskoop van Poetin nog maar eens na op mijn website, dat artikel uit 2019 wordt nu vreselijk actueel. Vreselijk en actueel. De verwijzing: https://ligteneigen-astro.nl/Horoskopen/Poetin/poetin2.html

Jammer dat de successen in de wetenschap – en ik ben een echte wetenschapper van huis uit – zo overschaduwd worden door de misère op menselijk gebied in de gehele wereld. Wetenschappelijk gezien, zijn wij zó ver, maar menselijk gezien is het zóóóóóó’n misère, men kan het zich bijna niet voorstellen, en dat in 2021.

Al die duizenden miljarden Euro’s of dollars of Yens konden zo mooi gebruikt worden ten gunste van de mensheid, voor hun gezondheid, voor de landbouw, voor het dierenwelzijn. Kennis en techniek is er genoeg. De gehele Sahara had gemakkelijk een groene oase kunnen zijn, met alle techniek die wij hebben, die Afrikanen hadden een “wereldtijd” kunnen hebben, maar wij gunden hun helemaal niets, helemaal niets. Ja, ons afval kunnen ze krijgen, bergen aan weggegooide elektronica en afgedankte kleding, en als het echt meezit, enkele Covid vaccinaties, maar natuurlijk alleen als wij viermaal zijn ingeënt, dan gloort er alsnog een heel klein beetje “broederschap” aan de horizon.

De mensheid roept dit allemaal over zichzelf af, zij heeft die ellende zelf gewild. Als soldaatjes hun idiote leiders willen volgen in blinde haat en woede, als de geheim-agentjes hun medemensen verraden in al die meedogenloze regimes ter wereld, dan schiet de mensheid geen millimeter op. Je kunt de mooiste astrologische verhalen en beschouwingen geven, maar de echte handelingen zitten in de mensen zelf, in hun hart en in hun ziel. Oprecht het goede willen en het goede doen is het moeilijkste wat er is. Ik ben geen haar beter in dat opzicht, wie wel?

+++++++ ga naar boven
+++++
+++
+