Wetenskap

Kyk, daar is die verlede

Luister na die artikel
-00:00
Intekenare kan na hierdie artikel luister

Vergeet Marty McFly se DeLorean, Doctor Who se Tardis of die gedoente waarmee Tony Stark-hulle vir Thanos gefnuik het. Die mensdom het 'n nuwe tydmasjien wat die verbeelding aangryp - en een wat ons dinge kan wys wat selfs Hollywood nie hoef te probeer opkikker nie.

Die wêreld is die afgelope week vir die eerste keer getrakteer op die eerste beelde wat deur die James Webb-ruimteteleskoop geneem is, en die hope inligting wat dit vervat. Van sy "staanplek" 1,5 miljoen km van die aarde - vrygemaak van die perke van die atmosfeer, en dus in staat om golflengtes te sien wat onsigbaar op die planeet is - het dié mensgemaakte wonder sy visier ingestel en lig gesien wat reeds 13 miljard jaar deur die heelal trek. Dít, sê die slim mense van die Amerikaanse ruimteagentskap (Nasa), neem ons amper al die pad terug na die begin van die heelal - wat ongeveer 13,8 miljard jaar oud is. Die belofte van alles wat Webb die wêreld moontlik kan leer, is dus asembenemend.

Teleskope is soos tydmasjiene, maar dit het een groot probleem: hoe verder voorwerpe weg daarvan is, hoe meer het die lig geskuif na golflengtes wat nie op aarde gesien kan word nie - infrarooi golflengtes. Dus beperk dit hoe ver terug in tyd 'n teleskoop kan kyk.

"Net die paar beelde wat ons tot dusver van die Webb-teleskoop te siene gekry het, het ons reeds 'n blik op 'n horde meer sterre as voorheen gegee, en ons in baie fyner detail na ons heelal laat kyk," sê prof. Matie Hoffman, 'n sterrekundige verbonde aan die Universiteit van die Vrystaat en bestuurder van die Naval Hill-planetarium in Bloemfontein. "Ons kon byvoorbeeld op een van die foto's sien dat daar 'n dubbelster in die middel van die Suidelike Ring-nebula (newel) is, en nie net een soos altyd gedink is nie.

"Dis hoekom die teleskoop ons horisonne totaal gaan verskuif. Dit gaan vrae laat ontstaan wat ons nie geweet het ons het nie."

Die Webb-teleskoop is op Kersdag verlede jaar gelanseer na die tweede Lagrange-punt, een van vyf plekke waar die swaartekrag van die son en die aarde sodanig daarop inwerk dat dit moeiteloos in dieselfde posisie in verhouding tot die aarde bly.

Dié posisie gee Webb 'n voordeel wat sy voorganger, die Hubble-ruimteteleskoop, en die planeet se magdom aardgesetelde teleskope, nog nooit gehad het nie: dit plaas dit ver buite die aarde se atmosfeer, sodat dit lig kan sien in golflengtes wat nie hier bespeurbaar is nie.

"Teleskope is soos tydmasjiene," sê Hoffman, "maar dit het een groot probleem: hoe verder voorwerpe weg daarvan is, hoe meer het die lig geskuif na golflengtes wat nie op aarde gesien kan word nie - infrarooi golflengtes. Dus beperk dit hoe ver terug in tyd 'n teleskoop kan kyk.

"Webb het nie daardie beperking nie en kan waarneem in infrarooi. Dus kan dit al die pad terugkyk na wanneer die eerste sterrestelsels - en by implikasie die eerste sterre - gevorm is, en ons meer leer van die heelal as enige instrument ooit tevore.

"Wanneer jy alles van 'n persoon te wete wil kom, begin jy by die vroegste moontlike inligting, en dis dieselfde met die heelal.

"Die Webb-teleskoop kan ook vinniger lig versamel en kleiner detail sien. En omdat dit in infrarooi kyk, kan dit deur gaswolke sien, sodat belangrike prosesse wat voorheen verskuil was nou oop voor ons lê."

Die Carina-newel soos afgeneem deur die James Webb-ruimteteleskoop.
Die Carina-newel soos afgeneem deur die James Webb-ruimteteleskoop.

Die Webb-teleskoop is die breinkind van Nasa, die Europese ruimteagentskap en die Kanadese ruimteagentskap, en is oor meer as drie dekades teen sowat $10 miljard gekonseptualiseer, gebou, getoets en gelanseer.

Die afgelope week is 'n deel van die teleskoop se eerste werk met die wêreld gedeel, in 'n halfdosyn beelde asook die atmosferiese samestelling van 'n eksoplaneet.

Die eerste beeld was van 'n sterrestelselgroep genaamd Smacs 0723, afgeneem soos dit 4,6 miljard jaar gelede gelyk het. Die kleurvolste is van die Carina-newel, massiewe wolke van stof en gas waar sterre vorm sowel as sterf en wat die prag en praal van die heelal in al sy glorie uitstal.

Daar is ook glashelder foto's van die Stephan-kwintet, 'n kompakte sterrestelselgroep wat reeds 145 jaar gelede ontdek is en die rolle van die engele aan die begin van die 1947-fliek It's a Wonderful Life gespeel het.

'n Atmosferiese ontleding van die eksoplaneet Wasp-96b, wat meer as 1 000 ligjare van die aarde is, is ook Dinsdag gedeel, danksy Webb se vermoë om 'n spektra van die atmosfeer se chemiese voetspoor te neem.

Dié ontleding het die eerste groot verrassing van die Webb-era opgelewer: daar is water in Wasp-96b se atmosfeer, sowel as tekens van wolke.

Dié inligting kom slegs vier jaar nadat 'n ontleding deur die Very Large Telescope in Chili so 'n sterk natrium-voetspoor in die planeet se atmosfeer bespeur het dat sterrekundiges gesê het daar kan op geen manier wolke daar wees nie.

Die Stephan-kwintet, die eerste kompakte sterrestelselgroep wat ooit ontdek is. In die 145 jaar sedert dit die eerste keer bespeur is, verskaf die Webb-teleskoop nou die skerpste beeld daarvan tot nog toe.
Die Stephan-kwintet, die eerste kompakte sterrestelselgroep wat ooit ontdek is. In die 145 jaar sedert dit die eerste keer bespeur is, verskaf die Webb-teleskoop nou die skerpste beeld daarvan tot nog toe.

Só is reeds uit die staanspoor gewys waarom Webb so 'n waardevolle toevoeging tot die planeet se teleskoop-versameling is: dit kan enersyds gebruik word om ander instrumente se bevindinge te toets, of andersins as 'n soort ontdekkingsreisiger optree, en inligting lewer waarop ander teleskope, met ander spesialiteite, kan voortbou.

Hoffman sê Webb se vermoë om atmosfere se chemiese samestellings te ontleed, is 'n belangrike pyl in die koker van diegene wat lewe in die res van die heelal soek.

"In die afgelope net meer as 20 jaar het ons op groot skaal eksoplanete - planete buite ons sonnestelsel - begin ontdek, binne miljarde ander stelsels, maar ons weet steeds baie min daarvan," sê hy.

"Nou het ons 'n instrument wat baie van 'n planeet kan leer bloot deur te kyk na sy atmosfeer en sy temperatuur.

"Die grootste vraag in ruimtenavorsing is, is daar iewers lewe. Dis nie 'n vraag wat Webb noodwendig sal beantwoord nie, maar die teleskoop kan ons nader bring aan 'n antwoord deur die studie van atmosfere en temperatuur.

"En nie net wat eksoplanete betref nie, maar die planete in ons sonnestelsel ook."

Nasa het juis Donderdag 'n foto uitgereik van Jupiter, en daarmee gewys presies hoe fyn die teleskoop kan sien.

Twee foto's wat die James Webb-teleskoop van die Suidelike Ring-newel geneem het: links in amper-infrarooi lig en regs in middel-infrarooi lig. Foto's: NASA/ESA/CSA/STScI via AP en REUTERS
Twee foto's wat die James Webb-teleskoop van die Suidelike Ring-newel geneem het: links in amper-infrarooi lig en regs in middel-infrarooi lig. Foto's: NASA/ESA/CSA/STScI via AP en REUTERS

Die dun ring rondom Jupiter - iets waarvan die meeste sterflinge nie eens weet nie, wat nog te sê al ooit gesien het - is duidelik sigbaar daarop.

"Die Webb-teleskoop se vermoë om infrarooi te sien kan gebruik word om die planete in ons sonnestelsel te ondersoek op maniere wat ons nie andersins kan nie," sê Hoffman.

"Ons wil onder meer uitvind waar is water, is daar planete of mane waarop ons kan land, en kan daar moontlik lewe wees? Webb kan die oppervlakke van die liggame ondersoek deur na die temperature te kyk, en ons dalk op daardie manier nuwe dinge leer."

Hoffman sê die Webb-teleskoop is om 'n groot verskeidenheid redes betekenisvol.

"Dis eerstens verstommend dat dinge so glad verloop het met die lansering daarvan, want soveel kon fout gegaan het. Dit wys die wêreld net weer wat moontlik is.

"Dan is dit ook ongelooflik om te dink dat daar reeds beelde terug aarde toe gestuur is wat hope sterrekundiges vir baie lank kan besig hou en baie gee om te bestudeer.

"Dis 'n instrument wat baie mense gaan inspireer.

"Diegene wat betrokke is by aardgebonde teleskope kan dalk iets ontdek en dit met Webb wil opvolg, of by Webb 'n idee kry van iets wat gesoek kan word.

"En dan is dit 'n waardevolle bemarkingshulpmiddel by universiteite met programme in byvoorbeeld astrofisika, astrobiologie en astrochemie.

"Wanneer die kollig so fel op ontdekkings in die ruimte geskyn word, word jong mense se belangstelling geprikkel en wen ons hopelik goeie studente."