Dopo 30 anni di collaborazione internazionale e 10 miliardi di dollari di spesa, le prime immagini ad alta risoluzione del telescopio spaziale James Webb (JWST) sono state finalmente rivelate al mondo. L’attesa è stata ripagata.
Soprannominato il successore del famoso telescopio Hubble, il JWST è un progetto congiunto delle agenzie spaziali statunitense, europea e canadese che mira a far luce sui misteri dell’Universo come mai prima d’ora. Dalla magnifica Nebulosa Carina (nella foto sopra), le cui montagne e scogliere di polvere interstellare ospitano la nascita di nuove stelle, alla caccia alla vita aliena su esopianeti remoti e persino a uno sguardo indietro di oltre 13,5 miliardi di anni fa, vicino all’inizio del tempo stesso, il JWST è un coltellino svizzero galleggiante di scoperte astronomiche.
Circa delle dimensioni di un campo da tennis, Webb è dotato di uno specchio primario di 6,5 metri di diametro che raccoglie la luce infrarossa, una lunghezza d’onda più lunga della gamma visibile che può essere rilevata dai nostri occhi. L’utilizzo di questo tipo di luce consente al JWST di penetrare attraverso i veli polverosi di nebulose e galassie che assorbirebbero lunghezze d’onda più corte, rendendo visibili i segreti che si trovano al loro interno. È anche fondamentale per osservare la luce proveniente da oggetti distanti (come le prime galassie formatesi dopo il Big Bang, ad esempio), poiché questa viene allungata all’infrarosso, tramite un processo chiamato “redshifting”, mentre viaggia per miliardi di anni attraverso l’universo in espansione.
“Queste misurazioni cercheranno di determinare i materiali che compongono pianeti lontani, nella speranza che possano contenere gli ingredienti per la vita”
La capacità del telescopio di osservare questa luce antica è stata messa in mostra nella prima immagine pubblicata. L’immagine in campo profondo, svelata da Joe Biden l’11 luglio, è l’immagine a infrarossi con la più alta risoluzione dell’Universo mai catturata e ha rivelato galassie invisibili alla scienza. L’immagine mostra una regione nello spazio nota come SMACS 0723, che è così densamente popolata di galassie da agire come una lente gravitazionale, piegando e ingrandendo la luce proveniente da galassie più distanti, alcune delle quali si sono formate quando l’Universo aveva meno di un miliardo di anni. Equivalente in dimensioni a un granello di sabbia tenuto a distanza di un braccio, l’immagine ha richiesto solo 12,5 ore per essere catturata, rispetto alle settimane richieste da Hubble a una risoluzione e profondità ridotte. E questo è solo l’inizio. Nei prossimi anni, i ricercatori sperano di utilizzare esposizioni più lunghe per trasportarci ancora più indietro nel tempo, alle primissime stelle che si sono formate dopo il Big Bang.
Sebbene le immagini del cosmo siano spettacolari, circa un quarto del primo ciclo di osservazione di Webb sarà dedicato all’esecuzione di misurazioni spettroscopiche di esopianeti. La spettroscopia funziona dividendo la luce di un oggetto nelle sue parti componenti e può rivelare informazioni su ciò di cui è composto l’obiettivo. Invece di produrre immagini abbaglianti, queste misurazioni cercheranno di determinare i materiali che compongono pianeti lontani, nella speranza che possano contenere gli ingredienti per la vita. In questo primo round, uno spettro di luce da un pianeta gassoso a circa 1.150 anni luce dalla Terra è stato in grado di mostrare, con immensa precisione, che il vapore acqueo è presente nella sua atmosfera. Questo pianeta, noto come WASP-96p, difficilmente sosterrà la vita a causa della sua stretta vicinanza a una stella locale che lo rende molto più caldo della Terra. Tuttavia, quando Webb verrà puntato verso pianeti più simili al nostro in futuro, la stessa tecnologia potrà essere impiegata per determinare se potrebbero essere abitabili o meno.
“L’immagine a campo profondo è l’immagine infrarossa dell’universo con la più alta risoluzione mai catturata e ha rivelato galassie invisibili alla scienza”
Forse la foto più affascinante di tutte è un raggruppamento visivo di cinque galassie, noto come Stephen’s Quintet. Contenente circa 150 milioni di pixel, è il più grande e sviluppato dei nuovi risultati; mostra in modo estremamente dettagliato la danza che le galassie eseguono quando interagiscono e si scontrano. La serie di strumenti di Webb consentirà agli astronomi di scoprire i segreti dietro questi eventi, tra cui il modo in cui le collisioni causano la nascita di nuove stelle e cosa accade quando i buchi neri supermassicci trovati nel nucleo di alcune galassie divorano il materiale circostante.
Dalla nascita di nuove stelle alla loro morte, il JWST intende catturare e studiare la loro intera durata di vita. La Nebulosa Planetaria dell’Anello Meridionale è un esempio di una stella nelle fasi finali della vita, che espelle ondate di gas e polvere nello spazio. Questo processo, che può durare decine di migliaia di anni, avviene quando la stella morente perde pezzi della sua massa in episodi, formando gusci successivi attorno a sé. Più il guscio è lontano dal nucleo, prima si è disperso, e si spera che Webb possa aiutare a districare la storia di sistemi come questo attraverso la successione delle onde.
Siamo ormai a soli sei mesi dal ventennale ciclo di vita del JWST, e questa magnifica impresa ingegneristica ha già cambiato radicalmente il modo in cui osserviamo il cosmo. Queste prime immagini contengono un tesoro di nuove informazioni, ma sono in realtà solo una dimostrazione delle capacità di questo telescopio. Negli anni a venire, man mano che Webb punterà verso più obiettivi, studiandoli in modo più dettagliato, saremo senza dubbio bombardati da altri capolavori interstellari e da balzi in avanti nella nostra comprensione di come l’universo si è formato. Nessuno sa esattamente cosa c’è là fuori, che aspetta solo di essere scoperto, e questa è la parte divertente.
