James Webb-rymdteleskopet har observerat universum i tre år – även finländare är med och använder det!
James Webb-rymdteleskopet började sina vetenskapliga observationer sommaren 2022. Sedan dess har teleskopet redan genomfört nästan 900 vetenskapsprogram. Dess bildskärpa och känslighet inom det infraröda ljusområdet, som är osynligt för det mänskliga ögat, gör det till ett överlägset astronomiskt observatoriet.
Professor i astronomi vid Åbo universitet Seppo Mattila berättar vad James Webb-rymdteleskopet redan har observerat och hur finländare har varit involverade.
Mattila och hans forskargrupp använder Webb-teleskopets observationer bland annat för att studera stjärnor som bryts sönder i den gravitationsfältet nära ett svart hål i så kallade TDE-händelser (Tidal Disruption Event). Genom att undersöka TDE-händelser får astronomer information om svarta hål i galaxernas centrum och egenskaperna hos stjärnor och interstellärt material i deras omgivning – på ett sätt som annars inte vore möjligt.
"I galaxernas centrum finns ofta stora mängder s.k. interstellärt stoft, bestående av små fasta partiklar, som absorberar och återutstrålar ljus som ursprungligen haft kortare våglängder. Webbs infraröda observationer ger information om detta stofts sammansättning och egenskaper. Genom att observera i det infraröda området får vi dessutom unik information om egenskaperna hos dessa TDE-händelser, som inte är tillgänglig via vanliga synliga eller ultravioletta observationer", berättar Mattila.
Webb har också fört forskningen om supernovor framåt. I ett projekt lett av Rubina Kotak, astronom vid Åbo universitet, utnyttjas Webb-teleskopets känslighet inom det mellersta infraröda området för att studera närliggande supernovor som markerar slutet på livscykeln för massiva stjärnor.
"Genom att observera supernovor flera hundra dagar efter explosionen kan vi bestämma mängden tunga grundämnen som bildats i explosionen, baserat på deras 'fingeravtryck' i supernovans infraröda spektrum. På detta sätt får vi också ny information om egenskaperna hos den stjärna som exploderade som supernova, precis innan explosionen", säger Kotak.
Webb kan även upptäcka supernovor från universums ganska tidiga epoker. Tidigare hittades de mest avlägsna kända supernovorna från en tid då universum var cirka 3 miljarder år gammalt.
"Nu lyckas vi hitta supernovor från universum bara drygt en miljard år efter Big Bang, tack vare Webbs ultradjupa bilder", säger Mattila.
Mattila och hans grupp är med och analyserar dessa upptäckter och jämför förekomsten av supernovor med hur många stjärnor som bildades och hur galaxer utvecklades i olika skeden av universum. I framtiden kan Webb-teleskopet även möjliggöra forskning om universums allra första s.k. population III-stjärnor genom att observera deras supernovaexplosioner.
I ett projekt lett av Mika Juvela, astronom vid Helsingfors universitet, studeras den filamentära täthetsstrukturen i födelseområdet för närliggande massiva stjärnor – Orion-molekylmolnet.
"Webbs höga upplösning hjälper oss att se även de minsta detaljerna, hur massa strömmar in i täta molnkärnor med ljusårs diameter och hur nya stjärnor börjar bildas inuti dem. Resultaten kommer också att förbättra vår förståelse av de roterande gas- och stoftskivor som omger unga, ännu bildande stjärnor – skivor som senare kan utvecklas till planeter", berättar Juvela.
Det observationsmaterial som samlas in av Webb-rymdteleskopet erbjuder de mest detaljerade och djupgående infraröda bilderna av universum – fram till dess att Europeiska sydobservatoriets (ESO) 39 meter breda Extremely Large Telescope (ELT) står färdigt vid decenniets slut. Mattila har fått följa ELT:s utveckling på nära håll under sina drygt fem år som Finlands delegat i ESO:s råd.
"Många vetenskapsprogram som genomförs med ELT kommer att planeras utifrån resultaten och upptäckterna från Webb-rymdteleskopet. Å andra sidan kompletterar ELT och Webb varandra väl, eftersom deras styrkeområden och det parameterutrymme som deras observationer täcker är olika", säger Mattila.
Åbo universitet är med i utvecklingen av MICADO, ELT’s högupplöst kamera som använder adaptiva optik, vilket gör att även finländare får delta i ELT:s första observationer.
Seppo Mattila, professor, Åbo universitet
