L’era del James Webb Space Telescope

Negli ultimi giorni è impossibile non aver sentito, letto, visto una notizia che non riguardasse il James Webb Space Telescope. Sebbene a tanti importerà più della separazione tra Totti e Ilary Blasi o di parlare in corsivo, quello che ci ha fatto vedere il nuovo telescopio è qualcosa immenso, sotto tutti i punti di vista.

Ma, come sempre, partiamo dall’inizio.

Cos’è il James Webb Space Telescope

Il JWST è l’ultimo telescopio creato in collaborazione tra NASA, ESA (European Space Agency) e CSA (agenzia spaziale canadese), lanciato il 25 dicembre 2021 dalla Guiana Francese, su un razzo Ariane 5 di Arianespace. Prende il nome dall’ex amministratore della NASA James Webb ai tempi delle missioni spaziali Mercury, Gemini e Apollo, cioè dai primi tentativi di lanci spaziali fino alle missioni che hanno portato gli umani sulla Luna.

Il successore del telescopio Hubble potrà osservare l’universo profondo fino a 13,5 miliardi di anni luce, appena 800 milioni di anni dopo il Bing Bang, cioè dal momento in cui è nato l’universo che ci circonda.

È caratterizzato da uno specchio primario da 6,5 metri, composto da 18 segmenti ottagonali in berilio ricoperti d’oro. Lo scudo termico, formato da 5 strati sottilissimi di Kapton, avrà il compito di proteggere il telescopio dai raggi solari e dalle interferenze che possono venire dal Sole, dalla Terra e dalla Luna. Inoltre il suo impianto criogenico dovrà mantenere il MIRI (Mid-Infrared Instrument), cioè i rilevatori nel medio-infrarosso, ad una temperatura al di sotto di -266°C.

Il 24 gennaio 2022 il JWST si è posizionato nell’orbita intorno al secondo punto di Lagrange L2, a 1.500.000 Km dalla Terra, nella direzione opposta al Sole della traiettoria Sole-Terra. Per completare tutte le delicatissime operazioni di posizionamento e dispiegamento della vela e dello specchio primario, oltre alla sua calibrazione, ci sono voluti sei mesi. Potevano andare storte più di 300 operazioni ma tutto è andato benissimo, senza intoppi.

Le immagini del James Webb Space Telescope

Prima di passare alle immagini del telescopio, spieghiamo in che modo vengono acquisite e le differenze con il suo predecessore, Hubble.

Il JWST osserva lo spazio nel medio e vicino infrarosso, riuscendo ad osservare la luce delle prime stelle e galassie che si crearono appena 700 milioni di anni dopo la nascita dell’universo. I normali telescopi o lo stesso Hubble, che fotografa lo spazio da un punto esterno all’atmosfera terrestre, non sono in grado di avere lo stesso grado di precisione e profondità. Inoltre, essendo lo spazio in continua espansione la luce proveniente dalle regioni esterne tende a spostarsi nell’infrarosso, quindi non più visibile ai normali telescopi.

Webb’s First Deep Field

Il 12 luglio è stata presentata la prima immagine, Webb’s First Deep Field, come l’hanno chiamata gli astronomi. È l’immagine più profonda e dettagliata dello spazio profondo mai acquisita, grazie ad un’esposizione di sole 12,5 ore in diverse frequenze. L’immagine, infatti, è un collage di diverse sequenze su bande diverse.

Per capire la grandezza dell’area che vedete in questa immagine, è come se stessimo osservando un singolo granello di sabbia posto sulla punta del nostro indice, con il braccio allungato. In questa immagine stiamo vedendo migliaia di galassie ed in ogni galassia ci sono centinaia di miliardi di stelle e pianeti. Adesso è più facile rendersi conto di quanto sia immenso lo spazio che ci circonda e chissà in quanti pianeti di questi è, forse, presente la vita nelle sue più straordinarie forme! [N.D.R. “e a me questa cosa mi manda fuori di testa!!]

Lo spettro dell’atmosfera di WASP-96 b

Il telescopio spaziale James Webb della NASA ha catturato la firma distintiva dell’acqua, insieme a prove di nuvole e foschia, nell’atmosfera che circonda un pianeta gigante gassoso in orbita attorno a una stella lontana simile al Sole.

WASP-96 b è un pianeta gassoso simile a Giove, distante dalla Terra circa 1.150 anni luce.

La nebulosa planetaria Anello del Sud

Quella che vedete in questa immagine è una stella simile al Sole, nelle ultime fasi della propria vita.

La stella più fioca al centro di questa scena ha emesso anelli di gas e polvere per migliaia di anni in tutte le direzioni. Infatti quando una stella si avvicina alla sua fine diventa un gigante rosso, disperdendo polvere e gas, e rendendo “visibile” la sua parte centrale che con la sua radiazione illumina tutta questa materia (che ora possiamo osservare proprio grazie al Webb Telescope).

Questa nebulosa dista circa 2.500 anni luce dalla Terra.

Webb consentirà agli astronomi di approfondire molti più dettagli sulle nebulose planetarie come questa, tra cui nubi di gas e polvere espulse dalle stelle morenti. Capire quali molecole sono presenti e dove si trovano nei gusci di gas e polvere aiuterà i ricercatori ad affinare la loro conoscenza di questi oggetti.

Quintetto di Stephan

Si tratta di cinque galassie a circa 300 milioni di anni luce, in direzione della Costellazione di Pegaso. Quattro di queste galassie interagiscono tra di loro, creando delle enormi onde d’urto. Questa immagine è la più grande finora catturata dal James Webb, formata da 1000 immagini sovrapposte per 150 milioni di pixel.

Nebulosa della Carena

Quello che può sembrare un panorama di montagne e valli è in realtà il confine di una vicina e giovane regione di formazione stellare chiamata NGC 3324. Catturata alla luce infrarossa, questa immagine rivela per la prima volta delle zone finora invisibili dove nascono nuove stelle. Una vera e propria fucina di stelle, con centinaia di corpi celesti mai osservati prima d’ora. Si trova a 7600 anni luce dalla Terra.

Giove

Prima che le operazioni scientifiche iniziassero, il 12 luglio, sono state catturate delle immagini per testare le prestazioni del telescopio e le sue capacità di catturare oggetti in movimento.

Tra le diverse immagini ne è stata rilasciata una di Giove, il pianeta gassoso più grande del nostro Sistema Solare.

Una vista dal filtro a lunghezza d’onda corta dello strumento NIRCam mostra bande distinte che circondano il pianeta così come la Grande Macchia Rossa, una tempesta abbastanza grande da inghiottire la Terra. A sinistra del gigante gassoso è possibile vedere Europa, una delle lune di Giove con un probabile oceano sotto la sua spessa crosta ghiacciata, che sarà l’obiettivo della prossima missione Europa Clipper della NASA.

Con il nuovo James Webb Space Telescope potremo osservare l’universo come mai fatto finora, scrutando fino alla nascita di tutto ciò che ci circonda. Siamo solo all’inizio della sua missione e già siamo tutti rimasti a bocca aperti dinanzi alle spettacolari immagini e scoperte che ci ha regalato questo telescopio.