211service.com
Hubble zal dieper in de mysteries van het universum turen
Vorige week kondigde NASA een nieuwe Hubble-reparatiemissie aan, een missie die de levensduur van de in een baan om de aarde draaiende telescoop met minstens vijf jaar zou kunnen verlengen en astronomen ongeëvenaard onderzoek naar de oorsprong van het universum zou kunnen bieden. De ruimtetelescoop krijgt een nieuwe camera en spectrograaf (een apparaat om lichtgolven te meten) en enkele bestaande onderdelen worden gerepareerd.
Dit detail van het Hubble Ultra Deep Field (HUDF)-beeld, voltooid in 2004 nadat astronomen waarnemingen combineerden die waren afgeleid van meer dan 400 Hubble-banen, toont tientallen sterrenstelsels zoals ze waren slechts 400 miljoen jaar na de oerknal - ongeveer 3 procent van de huidige leeftijd van het heelal. Totdat de James Webb Space Telescope in 2013 wordt gelanceerd, zal dit naar verwachting de diepste blik ooit in de kosmos blijven. (Tegoed: NASA, ESA, S. Beckwith (STScI) en het HUDF-team)
De nieuwe mogelijkheden zullen Hubble's record van het verleggen van de grenzen naar buiten voortzetten, zegt Craig Wheeler, een astronoom aan de Universiteit van Texas en voorzitter van de American Astronomical Society . De Hubble-telescoop heeft al dieper in de kosmos gekeken dan alle andere, en met twee nieuwe instrumenten zal hij het beter kunnen doen, mogelijk terugduwen naar de oorsprong van het universum, zegt Wheeler.
een nieuwe Cosmic Origins Spectrograaf (COS) zal in de telescoop worden geïnstalleerd, waardoor het vermogen om ultraviolet licht te detecteren met een factor 30 wordt vergroot. Dat zal het mogelijk maken om honderden objecten te observeren die gewoon te zwak zijn om met de andere instrumenten van Hubble te fotograferen, zegt de University of Colorado's Michael Shull, een lid van het team dat het COS-instrument heeft ontwikkeld.
COS zou astronomen kunnen helpen begrijpen hoe de sterrenstelsels zijn gevormd door de mix van elementen te analyseren die worden uitgespuwd door quasars en door stervende sterren die supernova's worden genoemd. De enige andere bestaande telescoop die ultraviolet licht kan volgen, is de verouderende FUSE, een veel kleiner instrument dat naar verwachting nog maar een jaar of zo meegaat. Zonder de Hubble-reparatiemissie, zegt Shull, hadden ultraviolet-astronomen minstens een decennium zonder de benodigde apparatuur voor het maken van nieuwe waarnemingen. COS maakt het volgens Shull mogelijk om de eerste grondige verkenning van de lucht naar ultraviolette bronnen te doen. Tot nu toe hebben we alleen maar aan de oppervlakte gekrast, zegt hij. In plaats van 10 of 15 lichtbronnen rond de hele hemel, zullen er honderden, zo niet duizenden zijn.
Astronomen zijn ook enthousiast over de derde generatie Wide-Field Camera (WFC3), die de mogelijkheden van de camera, het meest gebruikte instrument van Hubble, aanzienlijk zal vergroten. De bestaande camera heeft al veel onthuld over ons zonnestelsel, verre sterrenstelsels en gaswolken. Het wordt ook gebruikt om de Hubble Ultra Deep Field-beelden te maken, die dieper in de kosmos drong dan enig ander astronomisch beeld, sterrenstelsels in hun vroegste stadia van vorming onthulde en herzieningen in eerdere theorieën dwong over hoe deze gigantische verzamelingen sterren samenkwamen.
Dankzij de vooruitgang in solid-state detectoren zal de nieuwe camera bijna een orde van grootte gevoeliger zijn dan zijn voorganger, WFC2, zegt Jeffrey Hoffman, een professor in de ruimtevaart aan het MIT en een voormalige astronaut die hielp bij het installeren van de WFC2 tijdens een Hubble-onderhoudsbeurt missie in 1993. Door het vermogen van de telescoop om zwakke objecten te detecteren te vergroten, zegt Hoffman, zal de nieuwe camera een enorme onontgonnen ontdekkingsruimte openen, met een potentieel voor nieuwe ontdekkingen die niet kunnen worden voorspeld.
De nieuwe reparatiemissie omvat ook een poging om de Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) te repareren, een van de instrumenten die tijdens een eerdere Hubble-onderhoudsmissie in 1997 zijn geleverd. STIS werkte tot 2004, toen er een stroomstoring was. Voordat het echter faalde, maakte dit instrument een grote doorbraak en leverde het voor het eerst direct bewijs van superzware zwarte gaten in het centrum van sommige sterrenstelsels. Astronomen hadden lang geloofd dat zulke zwarte gaten bestonden, maar het hebben van het bewijs hielp de theoretische voorspellingen te bevestigen.
Astronauten zullen proberen het instrument te repareren tijdens een aanstaande missie, die voorlopig is gepland voor het voorjaar van 2008. Het voortzetten van het werk aan zwarte gaten, inclusief het leren meer over hoe ze gevormd zijn en hoe ze op elkaar inwerken wanneer sterrenstelsels botsen, zal een van de belangrijkste taken van het instrument zijn. prioriteiten stellen als de uitdagende reparaties slagen. In tegenstelling tot het vervangen van complete instrumenten, wat vanaf het begin een mogelijkheid was die in Hubble was ontworpen, is het repareren van de defecte voeding een veel lastiger operatie waarbij je in het lef van het instrument moet komen om componenten te verwisselen. Hoffman wijst erop dat hiervoor 120 bouten moeten worden verwijderd die mogelijk kunnen rondzweven en andere delen van de telescoop kunnen beschadigen.
Om dit te voorkomen heeft NASA een heel slim schema ontwikkeld met een plexiglas container die alle losse bouten opvangt als ze worden verwijderd, zegt Hoffman. Als alles goed gaat, zullen ze het er gemakkelijk uit laten zien.
Wheeler zegt dat een belangrijk resultaat van het langer laten werken van de Hubble-telescoop is dat hij nu naar verwachting lang genoeg zal overleven om te overlappen met de volgende generatie telescoop die uiteindelijk zijn plaats zal innemen: de James Webb Space Telescope, die gelanceerd zal worden in 2013. Hoewel de Webb-telescoop veel groter zal zijn dan Hubble, met een hoofdspiegel met een diameter van 6,5 meter in vergelijking met de 1,8 meter van Hubble, zal Webb niet alle functies van Hubble vervangen. Webb is voornamelijk ontworpen voor infraroodobservatie, terwijl Hubble ook effectief is voor zichtbaar en ultraviolet licht.
Het is ontzettend belangrijk om beide telescopen tegelijkertijd te laten functioneren, wat niet zeker is maar nu wel waarschijnlijk is, zegt Wheeler. Het geeft je een multispectrale mogelijkheid voor gecoördineerde waarnemingen, en dus krijg je veel meer informatie over een bepaald object.
Tot die tijd zal de gerepareerde Hubble verschillende projecten blijven uitvoeren die met geen enkel ander instrument kunnen worden gedaan. Je kunt de wetenschap niet doen zonder Hubble, zegt Wheeler.