Een
nieuwe bril voor de Hubble-telescoop?
En
ondertussen telt de ruimtelescoop bruine dwergen. - 28-08-2000
Op
24 april van dit jaar vierde de Hubble Ruimtetelescoop (HRT) zijn
tiende verjaardag. Om dat te vieren leggen enkele wetenschappers nu
een voorstel op tafel om de HRT functioneler te maken en zijn levensduur
te verlengen. Deze week werd ook bekend gemaakt dat dankzij de HRT
meer inzicht verworven kon worden in ‘bruine dwergen’.
De
eerste maanden na de lancering van de Hubble Ruimtetelescoop moeten
spannend geweest zijn voor alle betrokkenen. De lancering werd door
de media op de voet gevolgd. Er werd verwacht dat spectaculaire resultaten
als snel zouden binnenstromen. Nog nooit zou de mens een zo klaar
beeld van de kosmos hebben aanschouwd want de HRT zou niet worden
gehinderd door de atmosfeer van de aarde in zijn zoektocht naar opwindende
plaatjes. Helaas nam spot al gauw de overhand: een constructiefout
in de spiegel van de telescoop zorgde ervoor dat focussen erg moeilijk
werd. Het euvel werd later gelukkig verholpen, en sindsdien deed de
HRT de ene verbazingwekkende ontdekking na de andere. Tot vandaag
zijn al meer dan 2.600 wetenschappelijke artikels gebaseerd op de
observaties van de HRT, meer dan 2 per 3 dagen dus.
Bruine
dwergen
Zo werden pas nog resultaten bekend gemaakt van de blikken die de
HRT op een nabijgelegen sterrenstelsel wierp. Met de ‘near-infrared
camera’ onderzocht men de Trapeziumcluster in de Orionnevel. De bedoeling
was op zoek te gaan naar ‘bruine dwergen’. Dat zijn gas-objecten waarvan
de massa te klein is om de kern warm genoeg te maken om waterstoffusie
op gang te brengen. Het zijn, met andere woorden, sterren waarvan
de massa te laag is om te schijnen. Die massa is dan weer groter dan
die van planeten. Bruine dwergen hebben typisch een massa van 15-80
keer die van Jupiter.
Omdat de bruine dwergen geen licht uitstralen zijn ze moeilijk waar
te nemen met telescopen. Daarom werd voor het onderzoek met de HRT
een jong sterrenstelsel uitgezocht. Daar zijn bruine dwergen nog relatief
nieuw en dus warm en helder waardoor ze makkelijker opgemerkt worden.
Wat ook blijkt uit de resultaten: de HRT ontdekte ongeveer 80 van
deze objecten, verdeeld over twee concentraties.
Tot voor enkele jaren werd nog gedacht dat bruine dwergen erg uitzonderlijk
waren, maar nu blijkt dat ze eigenlijk vrij veel voorkomen, misschien
wel in dezelfde aantallen als reguliere sterren. Volgens Joan Najita
van de National Optical Astronomy Observatory in Tucson, Arizona maakt
het de natuur nu eenmaal niet zo veel uit of sterren schijnen of niet
en maakt ze sterren van alle hoeveelheden massa. Dat werpt een nieuwe
vraag op: vormen deze bruine dwergen misschien de mysterieuze donkere
massa waarnaar men in de astronomie koortsachtig op zoek is?
Donkere massa is immers niets anders dan niet-zichtbare massa, waarvan
het bestaan is afgeleid uit de bewegingen van sterrenstelsel, clusters
en superclusters van sterrenstelsels. Maar ook hier luidt het antwoord
negatief, Najita en haar collega’s kwamen tot de conculsie dat bruine
dwergen voor minder dan 0,1% bijdragen aan de massa van sterrenstelsels,
ruimschoots onvoldoende om een oplossing te bieden voor het donkere
massa-probleem.
Waar de studie van bruine dwergen wel kan toe bijdragen is de theorievorming
over het ontstaan van sterren en planeten. Omdat werd vastgesteld
dat deze mislukte sterren vaak alleen voorkomen en slechts uitzonderlijk
een baan rond een ster volgen verondersteld men dat hun ontstaansproces
anders is dan dat van planeten, en dat zij op een gelijkaardige manier
als sterren ontstaan. Dat biedt ook een aanduiding dat de exoplaneten
die werden ontdekt (zie
hier voor een vorig artikel hieromtrent) echt wel planeten zijn
en geen bruine dwergen, zoals her en der werd geopperd.
Een
nieuwe toekomst voor een oude telescoop?
Dat de HRT de wetenschap enorme diensten heeft bewezen staat buiten
elke discussie. Maar wat eens een paradepaardje was is inmiddels al
flink aan het verouderen. Gebouwd met technologie uit de jaren ‘70
en ‘80 heeft het immers een flinke technologische achterstand opgelopen.
De telescoop is dan ook al over de helft van zijn geplande werkingsduur
heen. Oorspronkelijk werd gepland de HRT in 2008 terug naar de aarde
te halen, maar inmiddels werd door NASA beslist het tuig nog tot 2010
operationeel te houden, zij het met verminderde kosten en operationaliteit.
Inmiddels staat de opvolger immers al in de steigers: de Next Generation
Space Telescope (NGST). Deze krijgt een spiegel mee van 8 meter, veel
groter dus dan die van de HRT (2,4 meter). Daarmee hoopt men meer
inzichten te verkrijgen in de grote vragen die de astronomie bezig
houden. En een project van 40 miljard zou niet volledig zijn zonder
de intentie naar leven of exoplaneten te speuren.
Een aantal ingenieurs en wetenschappers hebben nu echter een voorstel
gelanceerd om de mogelijkheden van de HRT aanzienlijk op te drijven
en hem daarom langer dan voorzien operationeel te houden. De centrale
voorgestelde verandering draait om de spiegel. Deze zou vervangen
kunnen worden door een 8,4 meter grote spiegel, waardoor het oppervlak
met een factor 10 vergroot zou worden. Het team dat het voorstel heeft
gelanceerd staat onder leiding van Jim Crocker, die de COSTAR (of
‘Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement’) in elkaar stak,
het instrument dat er in slaagde de constructiefout in de spiegel
te compenseren. Hij is ervan overtuigd dat het voorstel technisch
moeilijk, maar haalbaar is. Andere betrokkenen die met kennis van
zaken kunnen spreken, bv. John Trauger die aan het hoofd stond van
het ontwikkelingsteam van het meest gebruikte Hubble-instrument, de
Wide Field/Planetary Camera 2 en Bruce McCandless II, een van de astronauten
die de HRT in de ruimte brachten, delen deze mening. Allen zijn ze
er bovendien van overtuigd dat de verouderde techniek van de HRT geen
bezwaar vormt: zelfs al loopt het goed mis met deze missie, dan nog
“is drie jaar met een aangepaste HRT het equivalent van 20 jaar onderzoek
met de huidige Hubble-configuratie” aldus een enthousiaste Crocker.
Bovendien kunnen de HRT en de NGST perfect naast elkaar bestaan, zeggen
de voorstanders van deze hypothese, omdat ze andere objectieven hebben.
NGST zal immers niet onderhouden kunnen worden door astronauten -
wat bij de HRT al een aantal keren gebeurde - en zal zich in een veel
hogere baan bevinden. Bovendien zal de NGST vooral infrarode frequenties
bekijken, terwijl de HRT is uitgerust om optisch en ultraviolet licht
te onderzoeken.
De grote spelbreker dreigt echter het budget te zijn. NASA heeft het
financieel niet makkelijk, zeker niet sinds de nieuwe ‘sneller, beter
en goedkoper’-filosofie, die werd aangenomen na de mislukkingen met
de Mars Climate Orbiter en de Mars Polar Lander. Om deze redenen lopen
ook nog een aantal andere plannen het gevaar geschrapt te worden,
bv. de missie naar Pluto waar men nu al enkele decennia over praat.
En aangezien van een upgrade van de HRT niet zo heel erg veel publiciteit
valt te verwachten is het best mogelijk dat ook dit idee in de NASA-prullenmand
terecht zal komen. (DdV)
Related links:
De Hubble-site
©
David de Vaal
