Observationer som kan ge oanade upptäckter

Göran Östlin, professor i astronomi, började sitt arbete med James Webb-teleskopet redan 2001, då i rollen som postdoktor. Vid den tiden hade James Webb-teleskopet ännu inte fått sitt namn, samtidigt som Hubbleteleskopet fortfarande var nytt och revolutionerande. Hubble banade väg för helt nya observationer med betydligt skarpare bilder än vad teleskopen på jorden kunde ta.

– När jag fick studera bilder som Hubble hade tagit i Hubble Deep Field (HDF) med djup exponering under flera veckors tid, fascinerades jag av alla tusentals små ljussvaga galaxer som dök upp. Tanken på vad Webb skulle kunna observera ännu längre bort med infrarött ljus var hisnande, säger Göran Östlin.

Hubbleteleskopet har varit den i särklass största tillgången i forskningen som Göran Östlin bedriver vid Stockholms universitet. I sin forskning tittar han på galaxer, de flesta flera hundra miljoner ljusår bort. Det nya James Webb-teleskopet kommer med största sannolikhet kunna upptäcka helt nya ljuspunkter i de avlägsna delarna i universum. Det är såklart en kittlande känsla för någon som ägnat över 30 år åt att studera universums avlägsna objekt.

– Jag tror att vi med James Webb-teleskopet kan upptäcka något banbrytande, något som vi inte alls har kunnat förutse. Så var det med Hubble. Flera av de stora upptäckterna blev något helt annat än vi trodde. Därför är det nog en ganska bra gissning att samma sak kommer hända med Webb.

Göran Östlins kontor på Alba Nova i Stockholm är fullt med pärmar, spridda papper och bilder av universum tagna av Hubbleteleskopet. Han plockar ner en av bilderna på väggen som visar en pytteliten del av stjärnhimlen som kallas för Hubble Ultra Deep Field (HUDF).

– Om man tittar på de små ljuskällorna här i bilden är problemet med observationerna tagna med Hubble att de kan ligga 13 miljarder ljusår bort eller betydligt närmare, det går inte att veta. James Webb kommer helt att förändra vår bild av de mest avlägsna delarna av universum. Med det nya teleskopet kan vi se längre bort och dessutom bestämma rödförskjutningen, det vill säga avståndet, till alla dessa ljuspunkter.

Förväntningarna på James Webb-teleskopets kommande upptäckter är helt klart högt ställda, enligt Göran Östlin. Webb väntas ge en djupare förståelse för universums skapelse och kanske kan vi tack vare de nya observationerna i infrarött komma närmare frågan om hur objekten en gång i tiden har uppstått. Men även Webb-teleskopet har sina begräsningar.

– Man kan inte fuska med matematiken. Det kan fortfarande finnas galaxer som är så ljussvaga att James Webb inte kan se dem, eftersom de befinner sig för långt bort. Men vi kommer kunna se så mycket mer. Det ger oss möjligheter att upptäcka nya objekt i helt andra våglängder.

De senaste två åren har Göran Östlin varit den som koordinerat och lett det svenska bidraget till James Webb-teleskopet i arbetet med instrumentet MIRI. Det är en kombinerad kamera och spektrograf som observerar infraröd strålning. MIRI kan göra observationer vid längre våglängder än de andra instrumenten på James Webb-teleskopet, med en maximal bildskärpa som möjliggörs av storleken på teleskopets huvudspegel.

– Vi har precis avslutat testandet och förbereder oss nu för uppskjutning och databearbetning. Eftersom vi har varit med och byggt instrumentet kommer vi också få tillgång till data och egen observationsid.

Totalt har ett tiotal länder varit med och finansierat MIRI, med flera hundra personer involverade i arbetet. Göran Östlin leder ett projekt som ska ta djupexponerade bilder av samma region i universum som tidigare har studerats genom Hubbleteleskopet. Tack vare MIRI-instrumentet kan fältet observeras mer noggrant och detaljerat, med helt nya våglängder.

– Vi ska ta en 60 timmar djup exponering av det segment som kallas Hubble Ultra Deep Field. Alla de galaxer vi känner till där är upptäckta av Hubbleteleskopet. Under de 60 timmarna kan vi producera en liknande bild från James Webb-teleskopet och med hjälp av MIRI studera galaxerna mer detaljerat än tidigare. Det gör att vi kommer kunna se ljus från äldre, rödare stjärnor och därmed bättre kunna avgöra när i universums tidiga historia de mest avlägsna galaxerna föddes.

Göran Östlin ser med spänning fram emot observationstiden. Den blir en sorts belöning för det engagemang, finansiella stöd och utvecklingsarbete som lagts in i arbetet med MIRI.

– Under tiden som vi arbetat med instrumentet har det dykt upp många frågeställningar och idéer. Det ska bli riktigt intressant när vi sen får vår observationstid. Kanske är det då vi kan upptäcka det oanade.