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James Webb Space Telescope (JWST): Das erste Weltraumobservatorium, das sich der Erforschung des frühen Universums widmet

WISSENSCHAFTENASTRONOMIE & RAUMWISSENSCHAFTJames Webb Space Telescope (JWST): Das erste Weltraumobservatorium, das sich der Erforschung des frühen Universums widmet

James Webb Space Telescope (JWST) wird sich ausschließlich auf Infrarotastronomie spezialisieren, um das frühe Universum zu untersuchen. Es wird nach optischen/infraroten Signalen von den frühen Sternen und Galaxien suchen, die kurz nach dem Urknall im Universum entstanden sind, um ein besseres Verständnis der Entstehung und Entwicklung von Galaxien und der Entstehung von Sternen und Planetensystemen zu erhalten. Das JWST wird auch Planetensysteme und die Ursprünge des Lebens untersuchen. Das mit Spannung erwartete JWST soll nun am 18. Dezember 2021 starten.  

Normalerweise fokussiert man ein Teleskop auf ein zu beobachtendes Ziel. Aber manchmal konzentriert man sich bewusst auf nichts und das ändert den Studiengang. Die Entscheidung, das Hubble-Weltraumteleskop auf nichts in den bisher unerforschten Feldern am Himmel zu fokussieren, war ein solcher Vorfall, der den Lauf der Astronomie veränderte. 

Unter vielen wegweisenden Errungenschaften von Hubble Das Weltraumteleskop (HST), die im Laufe von 10 Tagen im Jahr 1995 aufgenommenen Tieffeldbilder, als es etwa 3000 Bilder von Galaxien in verschiedenen Stadien der Sternentwicklung aufnahm, hat die Astronomie revolutioniert und unser Verständnis des Universums verändert.  

Diese Deep-Field-Bilder wurden von dem Licht gebildet, das von den entlegensten Orten des Universums Milliarden von Lichtjahren durch das expandierende Universum gereist war und nun die Erde erreicht hatte, um vom Hubble-Teleskop aufgenommen zu werden, nachdem es ursprünglich von den frühen Sternen und Galaxien ausgegangen war kurz nach dem Urknall vor etwa 13 Milliarden Jahren. So bezeichneten solche Deep-Field-Bilder frühe Sterne und Galaxien, wie sie damals vor Milliarden von Jahren waren. Dies war eine wirklich bemerkenswerte Leistung.  

Aber diese Technik der Erfassung primordialer optischer Signale zur Entwicklung des Verständnisses des frühen Universums konnte kein effektives methodisches Werkzeug sein, da Edwin Hubble 1929 entdeckte, dass sich das Universum ausdehnt und sich alle Galaxien voneinander entfernen, wie dies beweist Rotverschiebung von Galaxis-Spektrum zu höheren Wellenlängen im Infrarotbereich (IR). Aber das Hubble-Teleskop ist für Beobachtungen im UV-, sichtbaren und nahen Infrarotbereich ausgestattet, daher ist ein exklusives Infrarot-Observatorium im Weltraum erforderlich.  

Das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) ist somit ein Nachfolger des Hubble-Weltraumteleskops (HST) in dem Sinne, dass das James-Webb-Teleskop darauf abzielt, das Erbe des Hubble-Teleskops im Bereich der Erforschung des frühen Universums fortzusetzen. JWST wird ausschließlich in der Infrarotastronomie tätig sein und hat folgende vier Hauptziele: 

  • nach Licht der ersten Sterne und Galaxien zu suchen, die sich nach dem Urknall im Universum bildeten 
  • die Entstehung und Entwicklung von Galaxien zu studieren 
  • die Entstehung von Sternen und Planetensystemen zu verstehen 
  • Planetensysteme und die Ursprünge des Lebens zu studieren. 
  • Aus diesen Gründen musste sich das JWST in Design und Betrieb vom Hubble-Teleskop unterscheiden. Es ist ein Spiegelteleskop, das entwickelt wurde, um Nahinfrarotstrahlung aus ultratiefen Feldern mit einem großen Origami-ähnlichen Spiegel einzufangen, der es 100-mal stärker als Hubble macht. Tatsächlich ist JWST das größte Weltraumteleskop aller Zeiten. Um seine beispiellose Infrarot-Empfindlichkeit beizubehalten, verfügt JWST über einen hochwirksamen 5-Schichten-Sonnenschutz, der vor Infrarot-Kontamination durch die Sonne geschützt ist. Um seine sehr niedrige Betriebstemperatur von 50 Kelvin (-223 ° C oder -370 ° F) aufrechtzuerhalten, wird das JWST die ganze Zeit in der Nähe des zweiten Lagrange-Punktes im kalten Schatten der Erde um die Sonne ( L2) des Erde-Sonne-Systems in einer Entfernung von etwa 1.5 Millionen km von der Erde.  

    Die Platzierung von JWST in der Nähe der weit entfernten Umlaufbahn des Sonnen-Erde-Systems L2 bedeutet, dass das JWST im Gegensatz zum Hubble-Teleskop, das mehrere Reparaturen und Wartungen im Weltraum erhielt, nach dem Start vollständig eigenständig ist, sodass es keinerlei Fehler gibt. Vielleicht erklärt dies, warum sich der Start von JWST fast ewig verzögert.  

    Nun soll JWST am 18. Dezember 2021 starten.  

    Wie am 02. November 2021 ist JWST bereits sicher an seinem Startplatz in Französisch-Guayana angekommen und das technische Team bereitet sich auf den Abflug am 18. Dezember vor.  

    Bildnachweis: Goddard Space Flight Center der NASA

    *** 

    Quellen:  

    1. NASA 2021. Webb-Teleskop – The Road to Launch and Beyond für das James Webb-Weltraumteleskop der NASA. Veröffentlicht am 02. November 2021. Online verfügbar unter https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/the-road-to-launch-and-beyond-for-nasa-s-james-webb-space-telescope  
    1. NASA. JWST – Allgemeine Fragen zu Webb. Online erhältlich unter https://www.jwst.nasa.gov/content/about/faqs/faq.html  
    1. NASA. JWST – Wichtige Fakten. Online erhältlich unter https://jwst.nasa.gov/content/features/keyFactsInternational/ 
    1. ESA. Wissenschaft & Erforschung. Webb – Weiter sehen. Online erhältlich unter https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Webb 

    ***

    Umesh Prasad
    Umesh Prasadhttps://www.UmeshPrasad.org
    Chefredakteur, Scientific European

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