Is er leven op andere planeten? Die vraag blijft de mensheid bezighouden. En dit jaar krijgen we daar misschien eindelijk een antwoord op.

De nieuwe James Webb-telescoop gaat de Hubble-telescoop volgens planning in de herfst vervangen en wordt 31 oktober gelanceerd. Dat zijn spannende tijden voor de wetenschappers die aan de ontwikkeling hebben bijgedragen, want er staan nogal wat doelen op de agenda. Ook professor dr. Ewine van Dishoeck in de moleculaire astrofysica aan de Universiteit van Leiden, kijkt uit naar de lancering en het vervolgtraject. “Het is spannend, want we weten nog niet precies wat we gaan vinden. Maar je vindt altijd wel iets!”

MIRI: gevoelig en scherp
Van Dishoeck heeft reden om zich te verheugen. Ze werkte mee aan MIRI, oftewel het Mid-Infrared Instrument. Het instrument is een Europese bijdrage aan de Amerikaanse telescoop, maar wel één van de belangrijkste onderdelen. Met deze kijker kan er dwars door stofwolken heen worden gekeken, waardoor zelfs objecten die klein en normaal gesproken slecht zichtbaar zijn, toch goed kunnen worden bekeken. MIRI kan geen koukleum zijn, de werkzaamheden vinden plaats onder vacuüm bij een temperatuur van minus 266, 5 graden Celsius, dat dus dicht ligt bij het absolute nulpunt. Het instrument had dan ook een speciaal koelingssysteem nodig.

“MIRI is nogal een sprong in gevoeligheid en scherpte. Met deze telescoop kunnen we in ‘deep space’ kijken, dus verder dan we tot nu toe konden. We gaan op zoek naar reuzeplaneten, maar ook superaardes. En we hopen natuurlijk antwoorden te krijgen op onze grootste vragen. Over de allereerste sterrenstelsels, het ontstaan van het heelal en vooral naar de atmosfeer van exoplaneten, planeten die om andere sterren heen draaien dan onze aarde”, aldus Van Dishoeck.

Op zoek naar de vingerafdrukken van het leven
Het is de bedoeling dat MIRI data gaat aanleveren over de ontdekking van het eerste licht, de geschiedenis van stervorming, de groei van zwarte gaten en bovendien de omstandigheden waaronder leven kan bestaan. Dat laatste is zwaarwegend voor Van Dishoeck, die veel onderzoek deed naar buitenaards leven en de mogelijkheid daartoe. “Wat heel belangrijk is voor ons, is dat we kijken of we vingerafdrukken van leven, kunnen vinden in de gebieden waar zich nieuwe planeten bevinden. We kunnen CO2-moleculen zien met dit instrument en methaan, basisverbindingen in onze eigen atmosfeer. Dus we kunnen direct zien of we met een zuurstofrijke of koolstofrijke atmosfeer te maken hebben. Dat is de opmaat om vast te stellen of er ergens leven is of mogelijk kan zijn.”

MIRI. Afbeelding: NASA / Chris Gunn.

Kijken naar de verste uithoeken van het heelal
De James Webb-telescoop, die genoemd is naar de voormalige voorzitter van de NASA, zal tot in de verste uithoeken van het waarneembare heelal kunnen kijken. Dat ligt op 13,8 miljard lichtjaar afstand. Astronomen bedoelen daar overigens mee dat het waargenomen licht, er 13,8 miljard lichtjaar over heeft gedaan om de aarde te bereiken. De ‘werkelijke’ afstand waar de telescoop in zal kijken, is echter veel groter. Het heelal dijt uit en het licht dat destijds werd uitgezonden van de eerste stelsels bevond zich op een kleinere afstand van de aarde dan nu. Omdat het heelal 13,8 miljard jaar geleden ontstond, is verder kijken dan 13,8 miljard lichtjaar niet mogelijk.

Om zover te kunnen kijken heeft MIRI heel wat snufjes nodig. Niet alleen een geavanceerd koelingssysteem, maar ook een enorme spiegel van 6 meter. Die zorgt voor een grotere resolutie en een groter bereik. Bovendien werkt MIRI niet op aarde, maar in de ruimte en wel op 1,5 miljoen kilometer afstand van de aarde. Dit is een belangrijk voordeel want normaal gesproken worden waarnemingen vanuit de aarde in het infrarood gebied, vertroebeld door de invloed van onze atmosfeer. Deze absorbeert straling en voegt ruis toe aan het signaal. Het echte signaal moet dan eigenlijk gereconstrueerd worden.

Al deze eigenschappen zorgen ervoor dat MIRI een behoorlijke verbetering biedt in gevoeligheid. Ter vergelijking: het instrument is zo’n 100 x gevoeliger dan de huidige ruimtetelescopen en maar liefst 1000 x zo gevoelig als huidige telescopen op aarde.
Of de gevoeligheid en scherpte van MIRI ook zal zorgen voor 100 of 1000 x zoveel data en gegevens, zal in de toekomst blijken. Van Dishoeck zit er in ieder geval klaar voor. “Ik verheug me nu al op het ontvangen van de ruwe data. Iedere keer als je je computer opent, is het net alsof je een pakketje krijgt. Wat zal er nu weer in het cadeautje zitten? En je hoopt natuurlijk dat het tot antwoorden op je vragen zal leiden.”