De krachtigste ruimtetelescoop ooit gebouwd gaat onderzoek doen naar de (voormalige) leefbaarheid van de planeet.

Dat heeft NASA bekend gemaakt. “We zien allemaal uit naar Webb’s observaties van Mars,” stelt Jim Green, verbonden aan NASA. “Ik weet gewoon dat ze fantastisch zullen zijn en de potentie hebben om direct tot wetenschappelijke ontdekkingen te leiden.”

Extreem interessant
De James Webb-telescoop zal volgend jaar gelanceerd worden. Mars zal zich vervolgens tussen mei en september 2020 in het gezichtsveld van de telescoop bevinden. We moeten dus nog even geduld hebben. Maar die observaties zijn het wachten waard, verwacht onderzoeker Heidi Hammel. “Webb zal extreem interessante metingen van de chemie in de Martiaanse atmosfeer afleveren.”

Transitie
Mars staat al jaren in het middelpunt van belangstelling. Maar liefst zes orbiters houden de planeet continu in de gaten en er rijden zelfs twee Marsrovers op het oppervlak rond. Samen hebben zij al ontzettend veel Martiaanse geheimen blootgelegd. En toch kan het oog van Webb nog dingen ontdekken die al deze missies – hoewel ze zich veel dichterbij of zelfs op Mars bevinden – hebben gemist. Zo hopen onderzoekers met name dat Webb meer inzicht kan geven in de dramatische verandering die Mars heeft ondergaan. Ooit was de planeet namelijk warm en nat, maar vandaag is deze koud en droog. Door meer inzicht te krijgen in hoe die transitie is verlopen (zie kader), kunnen onderzoekers ook meer zeggen over de voormalige en huidige leefbaarheid van de planeet.

Ooit moet Mars voldoende water hebben geherbergd om een oceaan mee te kunnen vullen. Maar waar is dat water gebleven? Een groot deel ervan is door de tijd heen verdwenen, doordat ultraviolet licht van de zon het heeft opgebroken. Hoeveel water de planeet ooit heeft gehad, kunnen onderzoekers afleiden door te kijken naar twee vormen van water in de atmosfeer van Mars: normaal water (H2O) en zogenoemd zwaar water (HDO, waarbij één waterstofatoom vervangen is door van nature voorkomend deuterium). Omdat het lichtere H2O gemakkelijker uit de atmosfeer ontsnapt dan het zware HDO kan dat door de tijd heen leiden tot een wat scheve verhouding tussen beide vormen van water en dat kan dan weer een indicatie geven van hoeveel water er aan de atmosfeer ontsnapt is. Webb kan de verhouding tussen die twee vormen van water op verschillende tijdstippen, gedurende verschillende seizoenen en op verschillende locaties op Mars meten. “Met Webb kunnen we een echte en accurate meting van de verhouding tussen H2O en HDO op Mars verkrijgen, wat ons in staat stelt om vast te stellen hoeveel water er echt verloren is gegaan,” vertelt onderzoeker Geronimo Villanueva.

Dat Mars de aandacht van ons mensen blijft trekken, is niet zo gek. Hoewel het meeste water op de planeet opgesloten zit in ijs, sluiten onderzoekers niet uit dat er onder het oppervlak vloeibaar water te vinden is dat wellicht zelfs leven herbergt. Dat idee kreeg in 2003 een impuls toen onderzoekers methaan ontdekten in de atmosfeer van Mars. Dat kan gegenereerd worden middels geologische processen, maar ook door bacteriën. Ook op dat mysterie kan Webb een nieuw licht werpen en wel door te achterhalen waar het atmosferisch methaan nu precies vandaan komt.

Geen gelopen race
De James Webb-telescoop wordt gezien als de opvolger van ruimtetelescoop Hubble en is de krachtigste ruimtetelescoop die ooit is gebouwd. Maar dat wil niet zeggen dat het bestuderen van Mars de telescoop gemakkelijk afgaat. “Webb is ontworpen om extreem zwakke en verre objecten te detecteren,” vertelt Villanueva. “Maar Mars is helder en dichtbij.” Daarom moet zorgvuldig over de observaties worden nagedacht, want de onderzoekers willen de delicate instrumenten van de ruimtetelescoop natuurlijk niet laten baden in gevaarlijk veel licht.

James Webb zal zich overigens niet alleen met Mars gaan bezighouden. De telescoop moet ook op zoek gaan naar sporen van leven in de atmosfeer van exoplaneten. Ook moet de telescoop verder terug gaan kijken in de geschiedenis van ons heelal dan alle andere telescopen tot op heden hebben gedaan; gehoopt wordt dat James Webb de eerste sterren en sterrenstelsels in het universum gaat opsporen. Daarnaast gaat de telescoop onderzoek doen naar het ontstaan van sterren en protoplanetaire systemen. Ook zal deze kometen aan de rand van ons zonnestelsel bestuderen om helder te krijgen welke rol vergelijkbare hemellichamen gespeeld hebben bij het ontstaan van leven op aarde.