Hyppää sisältöön

James Webb -avaruusteleskooppi näkee ennennäkemättömän pitkälle maailmankaikkeuteen – näin tulkitset Webbin ensimmäistä kuvaa

James Webb -avaruusteleskooppi pystyy kuvaamaan punaista valoa säteileviä kohteita.

James Webb -teleskooppi kuvattiin toukokuussa 2017 ennen sen lähetystä avaruuteen. Kuva: Chris Gunn / AFP
Viivi Koivistoinen

James Webb -avaruusteleskoopin ensimmäinen kuva on lupaava ja tarkka, kommentoi Turun yliopiston tähtitieteen professori Seppo Mattila.

Yhdysvaltain presidentti Joe Biden esitteli James Webb -avaruusteleskoopin ensimmäisen kuvan tiistain vastaisena yönä Suomen aikaa. Kyseessä on ensimmäinen kuva, joka puoli vuotta sitten avaruuteen lähetetyltä Webbiltä on saatu nähtäväksi.

– Kuva näyttää hyvin terävältä. Siitä näkee silmällä katsottuna, että se menee hyvin syvälle verrattuna Hubblen (avaruusteleskooppi) kuvaan samasta alueesta. Eli katsotaan suhteellisen pimeitä alueita taivaalla, ja otetaan erittäin syviä valotuksia, jolloin päästään näkemään kaikkein kaukaisimpia kohteita maailmankaikkeudessa. Omasta näkökulmastani se on parasta antia, mitä Webb tarjoaa meille, Mattila kertoo.

James Webb-avaruusteleskoopin ensimmäinen julkaistu kuva hyvin kaukaisesta massiivisesta galaksijoukosta SMACS 0723. Kuva: NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO Production Team

Näin tulkitset James Webbin ensimmäistä kuvaa:

  • Valon värijakauman mukaan valon väri vaihtelee sen aallonpituuden mukaan. Näkyvästä valosta sinisellä valolla on lyhyin aallonpituus kun taas punaisella valolla on pisin.
  • Punertavat kohteet kuvassa ovat kaikkein kauimpana. Tämä johtuu valon kokemasta punasiirtymästä, eli siitä, että näistä galakseista lähtevän valon aallonpituus venyy samalla kun maailmankaikkeus laajenee.
  • Lähimpänä olevat kohteet näyttäytyvät sinisinä, sillä niiden valon aallonpituus on lyhyempi.
  • Kuvassa on hyödynnetty ilmiötä nimeltä gravitaatiolinssi. Ilmiön avulla on mahdollista nähdä entistä himmeämpiä kohteita taivaalla. Kuvassa keskellä olevan galaksijoukon massan aiheuttama painovoima taivuttaa sen takaa tulevaa valoa. Valo siis taipuu ikään kuin kuvassa olisi käytetty linssiä.
  • Kuvan keskellä etualalla on melko valkoisia ja säännöllisen muotoisia kohteita, jotka ovat galakseja. Tämä on galaksijoukko, joka on yli neljän miljardin valovuoden päässä. Näitä galakseja on käytetty kuvassa gravitaatiolinssinä. Gravitaatiolinssin takia galaksijoukon takaa tuleva valo taipuu, ja kaukana olevat kohteet näkyvät kaarimaisina.
  • Kuvan punertavat kaarimaiset kohteet ovat siis kaikkein kaukaisimpia galakseja. Näistä galakseista havaittu valo on lähtenyt yli 13 miljardia sitten.
  • Kuvan etualalla on kirkkaita kohteita, joista lähtee ikään kuin "piikkejä". Nämä ovat oman galaksimme tähtiä.

Webbin avulla nähdään pidemmälle kuin koskaan

Tähän mennessä Hubble-avaruusteleskooppi on ottanut syvimpiä kuvia maailmankaikkeudesta, mitä on nähty. Webbin avulla tutkijat pääsevät käsiksi kuitenkin vielä syvempiin kuviin.

– Hubble toimii pitkälti näkyvän valon aallonpituuksilla, kun taas Webbin erikoisuus on se, että mennään pidemmille aallonpituuksille eli infrapuna-alueeseen, joka on pidempiaaltoista valoa. Webbin avulla nähdään valoa hyvin kaukaisesta maailmankaikkeudesta, joka on kokenut kosmologisen punasiirtymän, eli valon aallonpituudet ovat pidentyneet matkalla maailmankaikkeuden laajetessa, eli näemme vielä kauemmas ajassa taaksepäin, kertoo Mattila.

Webbin valonkeräyskyky on Hubbleen verrattuna huomattavasti suurempi.

– Karkeasti voi sanoa, että Webb pystyy keräämään kymmenessä minuutissa saman verran fotoneja (valohiukkasia) kuin Hubble yhdessä tunnissa, Mattila sanoo.

Mattila on osa tutkimusryhmää, jonka ohjelma on hyväksytty James Webbille. Ohjelman päämäärä on havaita valoa kahden neutronitähdeksi luhistuneen massiivisen tähden ytimen törmätessä ja sulautuessa yhteen.

– Tämä ilmiö havaitaan gravitaatioaalloissa. Kysymys on, voidaanko sieltä tulevaa valoa myös havaita. Olemme valmistautuneet tähän: meillä on käytössä suuret teleskoopit, jotka suunnataan taivaan alueelle, mistä gravitaatioaallot ovat tulleet. Yritämme löytää sieltä saman kohteen, joka puuttuu muutaman yön takaisesta kuvasta. Kun oikea kohde on löydetty ja varmistettu, lähetämme sen koordinaatit James Webbille, joka voidaan kääntää kohti valittua kohdetta, Mattila kertoo.

Hän on hyvin optimistinen siitä, että Webbin avulla saadaan tulevaisuudessa kiinnostavaa dataa.

– Toivotaan, että Webbin avulla päästään näkemään vielä ensimmäisiä galakseja ja ensimmäistä valoa maailmankaikkeudessa, Mattila sanoo.

Nasa julkistaa Suomen aikaa tiistaina illalla lisää Webbin ottamia kuvia. Voit seurata julkistamista Ylen striimistä kello 16.45.

Lue lisää aiheesta:

Uuden avaruusteleskooppi Webbin ensimmäinen kuva julkaistiin – viisi kysymystä ja vastausta kaikista uusista kuvista

Mitä ajatuksia juttu herättää? Voit keskustella aiheesta 13.7. kello 23 saakka.

Suosittelemme sinulle