Kosmos
James Webb: de grootste ontdekkingen
De James Webb-ruimtetelescoop (JWST) is de krachtigste telescoop die de mensheid ooit heeft gelanceerd. Sinds zijn eerste beelden in juli 2022 kijkt hij met een goudgecoate spiegel van 6,5 meter vanaf 1,5 miljoen kilometer afstand dieper het heelal — en dus verder terug in de tijd — dan ooit voor mogelijk werd gehouden.
Het resultaat: leerboeken die herschreven moeten worden. Dit zijn de doorbraken die er tot nu toe het meest toe doen.
1. Het vroege heelal was "te vol, te vroeg"
Webbs belangrijkste opdracht was het vinden van de allereerste sterrenstelsels. Hij vond ze — en dat werd meteen een probleem. Al in zijn eerste waarnemingsjaren ontdekte Webb heldere, massieve, verrassend geordende sterrenstelsels van minder dan 300 miljoen jaar na de oerknal, zoals JADES-GS-z14-0. Volgens de gangbare modellen was er simpelweg te weinig tijd geweest om zoveel sterren te vormen.
Kosmologen puzzelen sindsdien: vormden sterren in het vroege heelal veel efficiënter? Waren de eerste sterren extreem zwaar en helder? De data van Webb dwingt de modellen van structuurvorming in het heelal tot een update — precies waar een nieuwe telescoop voor bedoeld is.
2. Superzware zwarte gaten die er nog niet mochten zijn
Webb vond ook superzware zwarte gaten van miljoenen zonsmassa's in het jonge heelal — te groot, te vroeg. Dat voedt het idee dat zwarte gaten niet alleen uit stervende sterren groeien, maar ook via directe ineenstorting van gigantische gaswolken kunnen ontstaan: geboren als zwaargewicht in plaats van langzaam vetgemest.
3. De atmosferen van exoplaneten, molecuul voor molecuul
Wanneer een exoplaneet voor zijn ster langs schuift, filtert zijn atmosfeer een minuscuul beetje sterlicht. Webb kan in dat signaal individuele moleculen aanwijzen. Zo vond hij onder meer kooldioxide, methaan en waterdamp in atmosferen van verre werelden, waaronder planeten in het bekende TRAPPIST-1-systeem en de veelbesproken sub-Neptunus K2-18b.
4. Sterrengeboorte in ongekend detail
Omdat infrarood licht dwars door stof heen kijkt, ziet Webb wat voor Hubble verborgen bleef: de kraamkamers van sterren. Zijn beelden van de Pilaren der Schepping en de Carinanevel tonen honderden verse protosterren, compleet met straalstromen en schijven waar planeten in vorming zijn. We kijken live mee hoe zonnestelsels zoals het onze ontstaan.
5. Brandstof voor het grootste conflict in de kosmologie
Hoe snel dijt het heelal uit? Metingen aan het vroege heelal geven een andere waarde dan metingen dichtbij — de beruchte Hubble-spanning. Webb verfijnde de lokale metingen (onder meer via type Ia-supernova's als standaardkaarsen) en bevestigde: het verschil is echt, geen meetfout. Mogelijk wijst dit op nieuwe natuurkunde — donkere energie die verandert in de tijd, of iets dat we nog niet kennen.
Hoe Webb dit kan: de techniek in het kort
- 6,5-meterspiegel van 18 goudgecoate berylliumsegmenten — zes keer het spiegeloppervlak van Hubble.
- Infraroodzicht: het licht van de vroegste sterrenstelsels is door de uitdijing van het heelal uitgerekt ("roodverschoven") tot in het infrarood.
- Extreme koude: een zonnescherm zo groot als een tennisbaan houdt de instrumenten onder −230 °C, anders zou de telescoop zijn eigen warmte zien.
- Positie: Webb draait om Lagrangepunt L2, 1,5 miljoen km van de aarde — onderhoud is onmogelijk, en alles werkte in één keer.
Veelgestelde vragen
Waarom kijkt James Webb in infrarood?
Het licht van de vroegste sterrenstelsels is door de kosmische uitdijing uitgerekt naar infrarode golflengten, en infrarood kijkt bovendien door stofwolken heen waar sterren geboren worden.
Hoe ver kan James Webb terugkijken?
Tot sterrenstelsels van minder dan 300 miljoen jaar na de oerknal — ruim 13,5 miljard jaar terug in de tijd.
Is Webb de opvolger van Hubble?
In de praktijk wel, al werken beide telescopen nog naast elkaar. Webb ziet infrarood en is veel gevoeliger; Hubble blijft sterk in zichtbaar en ultraviolet licht.