Et internationalt forskerhold med blandt andre IFAs Dr. Maximilian Stritzinger har fået bevilget noget af den eftertragtede tid på James Webb Space Telescope (JWST) i den første observationsrunde. Tiden skal bruges til to projekter, som begge sigter efter at afsløre hemmelighederne bag supernovaeksplosioner og dannelsen af de byggesten, som livet består af.

Til efteråret 2021 opsender NASA det længe ventede astronomiske flagskib JWST, som har kostet 10 milliarder dollars. Til forskel fra forgængeren - Hubble Rumteleskopet, gør JWST det muligt for astronomerne bogstaveligt at se Universet i et nyt lys. JWST vil nemlig observere i andre bølgelængdeområder end Hubble Rumteleskopet. Forskerne får tildelt perioder med spektroskopi i det midt-infrarøde område fra 5 til 30 mikron for at studere tunge stjerners endeligt. Det er den type supernovaer, som kaldes Type II. Desuden skal de studere Type Ia supernovaer, som er resultater af kerneeksplosioner på hvide dværgstjerner med kulstof og ilt i overfladen. JWSTs nye og ikke før mulige egenskaber gør det muligt for forskerholdet af registrere tilstedeværelsen af nogle af de grundstoffer, som dannes under supernovaeksplosionerne, og som hidtil ikke har kunnet måles.

Supernova sn1006c - den kraftigste observerede supernova, fra 1006. Billedet er sammensat fra flere kilder, blandt andre Chandra rumteleskopet. Kilde: NASA/ESA.

"Med JWST får vi en revolution i vores forståelse af fysikken bag de eksplosioner, som får stjerner til at dø. Under supernovaeksplosionerne er stjernerne heksekedler af grundstofdannelse, hvor der ikke blot bliver produceret hovedparten af de grundstoffer op til atomvægten for jern, som vi kender i Universet. I deres hurtigtekspanderende eksplosionsrester dannes også store mængder af kosmisk støv. Med JWST får vi et nyt vindue, hvorigennem vi i realtime kan observere dannelsen af selve livets grundsten," siger Dr. Stritzinger.

Målet for forskerne er at dokumentere dannelsen af støv i Type II supernovaer, og data fra Type Ia supernovaer kan gøre dem i stand til at fastlægge hvor stor massen af de hvide dværge er lige før de eksploderer. Ved begge sæt observationer vil det være muligt at identificere de grundstoffer, som dannes ved eksplosionerne, og det har stor betydning indenfor mange områder af astrofysikken.

Hovedspejlet til JWST foldes ud efter opsendelsen. Det er guldbelagt for at optimere refleksion af lys i blandt andet infrarødt lys. Illustration: BBC/NASA.

Type Ia supernovaer bruges til at måle afstande til nære og fjerne galakser, og de målinger er grundliggende for opdagelsen af, at Universets udvidelse accelererer. Men ironisk nok mangler astronomerne detaljerede modeller for hvordan eksplosioner i Type Ia supernovaer foregår i detaljer.

 "Med JWST vil vi kunne kortlægge de sidste faser i stjernernes udvikling, og i samme omgang kan vi finde svarene på nogle af de tilbageværende og meget vigtige spørgsmål indenfor det her område, såsom: hvordan udvikler stjernerne sig til at blive til supernovaer? Hvilke tunge grundstoffer dannes under eksplosionerne, og i hvilke forhold? Og ikke mindst: hvor meget støv danner denne slags supernovarester?," kommenterer Dr. Stritzinger, og tilføjer: "Vi går virkelig en meget spændende tid i møde for supernovavidenskaben."

Forskerholdet består af omkring to dusin astronomer fra flere lande, og det er eet hold ud af kun en håndfuld, som har fået tildelt mere end en enkelt observationsperiode med det nye superteleskop.

Abstracts til de to ansøgninger kan findes her og her.