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2022-07-25
Auf dieses Bild hat die Wissenschaft über 25 Jahre lang gewartet.
Es sind die ersten richtigen Aufnahmen des neuen James-Webb-Weltraumteleskops.
Das Teleskop funktioniert besser, als man erhofft hat.
Das ist wirklich ein unglaublicher Erfolg, und entsprechend ist auch die Erleichterung groß.
Das Ziel der Mission: kein geringeres, als die Astronomie zu revolutionieren.
Das Webb-Teleskop ist das bisher größte und leistungsstärkste Weltraumteleskop.
Ein Milliardenprojekt mit jahrzehntelanger Vorbereitung: Schon 1996 beginnt die NASA mit der Planung.
Später stoßen die europäische und die kanadische Weltraumbehörde zum Projekt dazu.
2007 soll das Teleskop abheben – so jedenfalls der ursprüngliche Plan.
Doch Streits um Budgeterhöhungen und technische Herausforderungen führen immer wieder zu Verzögerungen.
2021 ist es dann endlich so weit: Das Webb-Teleskop beginnt an Bord einer Ariane-5-Rakete seine Reise in den Weltraum.
Vorbei an seinem Vorgänger, dem Hubble-Teleskop, und vorbei am Mond.
Hin zu seiner Arbeitsposition, rund 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt.
Hier nimmt das Webb-Teleskop im Frühling 2022 erfolgreich seine Arbeit auf.
Mitverantwortlich für diesen Erfolg ist auch Adrian Glauser.
Er leitet das Schweizer James-Webb-Projekt an der ETH Zürich und ist an der Entwicklung des Teleskops beteiligt.
Ich bin enorm erleichtert, dass alles so tadellos funktioniert hat.
Sowohl unser Schweizer Beitrag, der funktionieren musste, sonst wäre das ein fundamentales Problem gewesen.
Glauser und sein Team haben für das Teleskop u. a. einen speziellen Verschlussmechanismus entwickelt.
Da hat alles reibungslos funktioniert.
Und auch das Teleskop als Gesamtes funktioniert besser, als man erhofft hat.
Das ist wirklich ein unglaublicher Erfolg.
Schauen wir uns das Teleskop einmal genauer an:
Sein wohl auffälligstes Merkmal sind seine 18 vergoldeten Spiegel aus Beryllium.
Sie bilden zusammen den Primärspiegel mit einem Durchmesser von 6,5 Metern und ermöglichen eine bisher nie da gewesene Sehschärfe.
Ist das Teleskop nun in Betrieb, trifft Licht aus dem Weltraum zuerst auf diesen Primärspiegel und wird dann auf den Sekundärspiegel fokussiert.
Von dort aus wird der Lichtstrahl durch ein Loch ins Innere des Teleskops reflektiert.
Hier befindet sich das Herzstück: eine Einheit mit vier wissenschaftlichen Instrumenten.
Das Besondere an diesen Instrumenten:
Sie erfassen kein Licht, das für uns Menschen sichtbar ist, sondern Infrarotstrahlung.
Ein Vergleich: Mit bloßem Auge sehen wir Menschen hier nur ein Stück Wald.
Mit einer Wärmebildkamera – also einer Kamera, die Infrarotstrahlung sichtbar macht – ergibt sich plötzlich ein anderes Bild.
Und genau gleich verhält es sich im Weltraum:
Beschränken wir uns auf das sichtbare Licht, ist zum Beispiel in diesem Bildausschnitt vor allem ein Gasnebel erkennbar.
Mit einem Infrarotteleskop sehen wir aber auch die unzähligen Objekte im und hinter dem Gasnebel.
Infrarot ist Wärmestrahlung.
Und alles, was wir vom Kosmos anschauen wollen, kommt als Wärmestrahlung zu uns.
Und wenn jetzt das Instrument warm wäre bei Raumtemperatur, würde es selber infrarotes Licht abstrahlen, und dann würden wir eigentlich nur noch das Licht des Instruments selber sehen und nicht mehr das des Universums.
Und deswegen, um diesen Hintergrund zu unterdrücken, muss man das Instrument, aber auch das Teleskop runterkühlen, um die Eigenabstrahlung zu unterdrücken.
Aus diesem Grund hat das Webb-Teleskop auch einen gigantischen, fünflagigen Sonnenschild, der die Instrumente vor der Hitze der Sonne schützt.
Denn auf der der Sonne zugewandten Seite erhitzt sich der Schild auf etwa 85 Grad Celsius.
Auf der geschützten Seite beträgt die Temperatur hingegen minus 233 Grad Celsius.
Vor allem ein Instrument an Bord reagiert sehr empfindlich auf jegliche Form von Wärme: das Mid-Infrared-Instrument – kurz: MIRI.
MIRI kann mittlere Infrarotstrahlung erfassen: Also Wellenlängen, die nochmals weiter weg sind vom sichtbaren Licht.
Damit ist es geeignet, um besonders weit ins Universum zu schauen.
Für die Forschung ist das spannend, weil man so auch besonders weit in die Vergangenheit blicken kann.
Denn je weiter ein Himmelskörper entfernt ist, desto länger braucht das Licht, bis es beim Teleskop ankommt.
Das Problem ist nur: Wenn das Licht der ersten Galaxien auf das Teleskop trifft, war es bereits 13,5 Milliarden Jahre unterwegs.
In diesem Zeitraum hat sich das Universum stark ausgedehnt und mit ihm auch das Licht.
Was einst sichtbares Licht war, wurde durch die Ausdehnung zu langwelliger Infrarotstrahlung.
Und genau diese langwellige Infrarotstrahlung kann MRI erfassen.
Mit Hubble, das sehr weit ins Weltall schauen konnte, gab es dann irgendwo so diesen Bereich, wo man auch nicht mehr weiterkam, weil das Instrument nicht sensitiv war.
Und mit James Webb gehen wir genau in diesen Bereich, wo wir noch weiter ins Universum schauen können, und somit können wir wirklich bis zu den Ursprüngen des Universums zurückschauen.
Damit erhoffen sich die Forschenden wichtige Antworten auf Fragen wie:
Wie sah das frühe Universum aus?
Und wie sind die ersten Galaxien entstanden?
Was wirklich das Spannende sein wird, sind die Entdeckungen, die wir jetzt noch gar nicht kennen, und die Überraschungen, die wir dabei erleben.
Das wird dann das Revolutionäre mit sich bringen.
Und vielleicht finden die Forschenden sogar Antworten auf Fragen, die sie sich noch gar nicht gestellt haben.
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