Dr Gerrit Genis: 'Die wonderwêreld van ruimteteleskope – Hubble se nalatenskap'. | NHN | Nuwe Hervorming Netwerk
Dr Gerrit Genis: 'Die wonderwêreld van ruimteteleskope – Hubble se nalatenskap'.
by Willem Semmelink | Jun 3, 2018 | Ander, Argief, Kosmos, Samelewing | 0 comments
Vorige Midrandbyeenkoms: Sondag 27 Mei 2018
Die Hubble-ruimteteleskoop se grootste bydrae moet in verband gebring word met ons verstaan van die heelal. Dit is eintlik 'n tydmasjien…
Wanneer dit 'n ster of hemelligame waarneem wat miljarde ligjare verwyder is, sien ons in effek die ster/hemelliggaam soos dit gelyk het toe die lig daardie ster verlaat het. Hubble se rekord is tans net meer as 13 miljard (duisend-miljoen) jaar. Neem in ag dat lig teen 'n snelheid van 300 000 km/sek. beweeg, dus omtrent sewe keer rondom die aarde in een sekonde!
Hoewel dit nie tegnies in die toekoms kan kyk nie, kan ons wel uit die gemete data ekstrapoleer en só voorspel wat waarskynlik voorlê, soos die lot van ons son of die botsing / samesmelting van die Melkweg- en Andromeda-sterrestelsels.
Gerrit noem dat Hubble voorwerpe kan waarneem wat omtrent 10 miljard keer dowwer is as wat die menslike oog kan sien. Sy resolusie is so goed dat dit 'n voorwerp van 1mm op 'n afstand van 4km ver kan "sien".
Hubble is in 1990 met behulp van die Amerikaanse 'Discovery'-pendeltuig in 'n wentelbaan 547km bokant die aarde geplaas. Dit is ongeveer so groot soos 'n bus en weeg net meer as 11 ton. Sy primêre spieël wat 828kg weeg, is 2,4m in deursnee. Twee groot sonpanele verskaf die energie wat sy stelsels in werking hou.
In wese is dit 'n teleskoop, wel meer gesofistikeerd as die eerste refraksie-teleskoop wat die Duits/Hollandse lensmaker Hans Lippershey in 1608 gebou het.
In 1609 hoor Galileo Galilei daarvan en besluit om 'n beter een te bou. Met 'n lens van 38mm in deursnee, was Galileo se teleskoop in staat om 30 maal te vergroot. Hy was veral baie in sy skik om Jupiter se mane te ontdek en dat hy korrek kon voorspel wanneer hulle sigbaar sou wees.
In 1895 het Edmund Hubble, na wie die Hubble-teleskoop vernoem is, 'n teleskoop gebou waarmee hy verskeie belangrike ontdekkings gemaak het. Dit sluit in dat die heelal uit meer as net die Melkweg bestaan, dat daar inderdaad miljarde sterrestelsels is en dat die heelal uitdy. Die tempo van die uitdying neem toe as gevolg van donker energie.
Dan antwoord Gerrit die vraag waarom ons nie slegs op aardteleskope kan staatmaak nie. Die aarde se atmosfeer is turbulent en blokkeer nie slegs sigbare lig nie, maar ook X-strale en gammastrale. Daar is ook ligbesoedeling naby stede wat waarnemings bemoeilik.
Die Hubble-teleskoop is toegerus met 'n verskeidenheid instrumente om data op te neem en te stoor. Om die teleskoop in posisie te hou, en soms te skuif sodat dit op spesifieke areas gerig kan word, beskik hy oor fyn sensors, giroskope en reaksiewiele. Lang magnetiese arms maak gebruik van die aarde se magneetveld om die tuig baie presies te posisioneer.
Met die eerste beelde wat Hubble geneem het, was wetenskaplikes taamlik teleurgesteld. Daar is eers later besef dat die primêre spieël 'n defek bevat wat tydens vervaardiging voorgekom het. Dít ondanks die mees sorgvuldige maatreëls tydens die vervaardigingsproses. Die lenspolering was akkuraat tot op ongeveer 31 mikron (1 mikron is gelykstaande aan een-duisendste van 'n millimeter).
Ná lang ondersoeke is besluit om die spieël in die ruimte te herstel. Ruimtemanne moes verskeie uitstappies vanuit die pendeltuig onderneem om die defek te herstel. Beelde wat hierná teruggesein is, was uiteraard aansienlik skerper.
Hemelliggame is nogal fotogenies, volgens Gerrit. Hy wys 'n rits asemrowende skyfies van newels en sterrestelsels met spiraalarms, oorblyfsels van sterre, selfs wat sterf en sterre wat "gebore" word; alles geneem deur die Hubble-teleskoop. Hy wys daarop dat verskeie kleure gebruik word om meer detail uit te lig. Die optiese digitale kamera's neem eintlik grys beelde wat dan met filters gekleur word om meer detail te kan onderskei.
Die tuig het ook infrarooi-kamera's en verskeie ander sensors om verdere detail te kan opneem. Gerrit wys 'n foto van die 'Krap-newel' wat met behulp van radio, X-strale, sigbare lig, infrarooi en ultraviolet-lig geneem is.
Eintlik is die "mooi prentjies" slegs 'n by-produk van die data wat wetenskaplikes uit die teleskoop se opnames verkry.
Tot op datum het die Hubble 'n reuse bydrae tot ons kennis gemaak. Van sy uitstaande mylpale is 'n akkurate bepaling van die heelal se ouderdom (13,7 miljard jaar), teenoor wetenskaplikes se aanvanklike berekening van 10 tot 20 miljard jaar.
Hubble kon meer besonderhede oor die Melkweg verkry, gebaseer op fotobeelde van meer as 400 sterrestelsels in verskeie stadia van evolusie. Een van sy mooi voorbeelde is M106 in die Canes Venatici-stelsel met twee spiraalarms; die gevolg van 'n kragtige swart gat in die sentrum van die sterrestelsel.
Benewens die feit dat Hubble die bestaan van swart gate bevestig het, kon hy ook 'n nuwe maan om Neptunis ontdek, die skerpste beeld nóg van Andromeda neem, die verste sterrestelsel nóg ontdek en 'n vergeleë kosmiese vergrootglas vind. Dis enkele voorbeelde. Deur te fokus op massiewe sterrestelsels/hemelliggame wat lig laat buig, kon wetenskaplikes met behulp van Hubble 'n beeld van voorwerpe agter die hemelligaam(e) vergroot. (Met sy Algemene Relatiwiteitsteorie het Einstein in sy tyd gepostuleer dat materie deur ruimte-tyd verander word en lig wel kan buig.)
Hierbenewens kon wetenskaplikes ook met Hubble se inligting bepaal dat die heelal ongeveer tienkeer meer sterrestelsels bevat as wat aanvanklik geglo is. Hulle kon sien dat super-massiewe swart gate algemeen in die kern van sterrestelsels voorkom en dat sterre "gebore" word in die kleurvolle newels.
Van die interessante beelde wat Hubble oor 'n dekade waargeneem het, is die botsing tussen sterrestelsels, soms oor afstande van miljoene (soms duisend-miljoene) ligjare vanaf die aarde (soos VV340). Hierdie verskynsels duur reeds etlike miljoene jare en gaan steeds voort. Onthou, ligjare is 'n maatstaf waarmee ons afstand in die ruimte meet; die afstand wat lig teen 300 000 km/sek. in een aardjaar aflê, is een ligjaar!
Volgens Gerrit het Hubble aan die einde van sy bruikbare lewe gekom, ondanks die feit dat hy dikwels versien is. Dit is omdat die pendeltuig waarmee ruimtemanne na hom kon reis, nie meer gebruik word nie.
In sy plek word die James Webb-teleskoop tans gebou en hopelik binnekort gelanseer. Hy word feitlik soos 'n origami-voorwerp opgevou om in die ruimtetuig te kan pas, waarna dit in die ruimte oopvou. Dit sal die kragtigste ruimteteleskoop nóg wees, met instrumente wat veral die infrarooi-spektrum gaan gebruik om nog verder terug in tyd te kyk, tot feitlik by die Oerknal.
Hoe verder 'n voorwerp is, hoe jonger lyk dit: sy lig het langer geneem om menslike waarnemers te bereik. Omdat die heelal uitdy, skuif die ligfrekwensie na die rooi-spektrum en is hierdie voorwerpe gevolglik makliker om in infrarooi waar te neem.
Waar Hubble se spieël slegs 2,4m in deursnee was, is dié van James Webb 6,5m, dus sewe-keer so groot. Laasgenoemde gaan ongeveer 1,5 miljoen kilometer van die aarde af in 'n spesifieke posisie tussen die aarde en son geplaas word waar die twee liggame se aantrekkingskrag uitkanselleer.
Dit bring Gerrit by nuwe aardteleskope wat nou ontwerp word. Die 'Extremely Large Telescope' (ELT), die wêreld se grootste optiese/naby-infrarooi teleskoop, sal in die Atacama-woestyn in Chile gebou word. Met 'n spieël van 39m en die nuutste tegnologie om atmosferiese steurings uit te skakel, sal dit 16-keer skerper beelde as Hubble verskaf. Dit sal na verwagting 100 miljoen keer meer lig as die menslike oog kan inneem.
Hierdie teleskoop sal studies van planete rondom ander sterre, die eerste sterrestelsels in die heelal en super-massiewe swart gate onderneem. James Webb sal ook na water en organiese molekules in protoplanetêre skywe rondom ander sterre soek.
Ter afsluiting wys Gerrit 'n video wat 'n aanskoulike uitbeelding gee van die 'Pillars of Creation' waarin 'n mens tot 'n mate 'n begrip vorm van die onmeetlike grootheid van die heelal.