L’alba di una nuova era dell’astronomia: ecco cosa rivelano le prime immagini del telescopio James Webb

Da JWST le prime immagini a colori dell'Universo come non lo abbiamo mai visto prima

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L'attesa è terminata: a partire dalle 16:30 ora italiana sono state svelate le prime immagini a colori dell'Universo come non lo abbiamo mai visto prima, catturate dal telescopio spaziale James Webb che inizia ufficialmente la sua missione scientifica. Frutto della collaborazione tra la NASA, l'Agenzia Spaziale Canadese (CSA) e l'Agenzia Spaziale Europea (ESA), il telescopio JWST, a poco meno di 7 mesi dal lancio avvenuto il 25 dicembre 2021 su un razzo Ariane 5 dallo spazioporto europeo di Kourou, ha offerto le prime dimostrazioni delle sue capacità.

Dopo un'anteprima, durante un evento alla Casa Bianca in cui è stata svelata la prima immagine (l'ammasso di galassie Smacs 0723), le altre 4 foto e i dati spettroscopici sono stati diffusi in contemporanea dalle 3 agenzie spaziali che hanno anticipato nei giorni scorsi i soggetti immortalati da JWST: la Nebulosa della Carena, la Nebulosa Anello del Sud, il gruppo di galassie noto come Quintetto di Stephan, e l'esopianeta Wasp-96 di cui è stato realizzato lo spettro. Ecco tutte le immagini di seguito:

SMAC 0723, ammassi di galassie

Enormi ammassi di galassie in primo piano ingrandiscono e distorcono la luce degli oggetti dietro di loro, consentendo una visione a campo profondo delle popolazioni di galassie estremamente distanti e intrinsecamente deboli. E' il primo campo profondo di Webb, l'immagine a infrarossi più profonda e nitida dell'Universo lontano finora. 

L' immagine – che mette a fuoco un punto del cielo che, dal punto di vista di una persona sulla Terra, avrebbe all'incirca le dimensioni di ciò che sarebbe coperto da un granello di sabbia tenuto a distanza di un braccio – rivela migliaia di galassie, compresi gli oggetti più deboli mai osservati nell'infrarosso.

WASP-96b e il suo spettro

WASP-96b è un pianeta gigante al di fuori del nostro Sistema Solare, composto principalmente da gas. Situato a quasi 1.150 anni luce dalla Terra, orbita attorno alla sua stella ogni 3,4 giorni. Ha circa la metà della massa di Giove e la sua scoperta è stata annunciata nel 2014. Webb ha catturato la firma distintiva dell'acqua, insieme a prove di nubi e foschia, nell'atmosfera che lo circonda, mentre è in orbita attorno a una stella lontana simile al Sole. L'osservazione, che rivela la presenza di specifiche molecole di gas in base a minuscole diminuzioni della luminosità di precisi colori della luce, è la più dettagliata del suo genere fino ad oggi, dimostrando la capacità senza precedenti di Webb di analizzare atmosfere distanti centinaia di anni luce.

Mentre il telescopio spaziale Hubble ha analizzato numerose atmosfere di esopianeti negli ultimi due decenni, catturando il primo chiaro rilevamento dell'acqua nel 2013, l'osservazione immediata e più dettagliata di Webb segna un gigantesco balzo in avanti nella ricerca per rilevare pianeti potenzialmente abitabili oltre la Terra.

Nebulosa Anello del Sud

La nebulosa Anello del Sud o nebulosa “Eight-Burst” è una nebulosa planetaria, una nuvola di gas in espansione che circonda una stella morente. Ha un diametro di quasi mezzo anno luce e si trova a circa 2.500 anni luce dalla Terra.

La stella più fioca al centro di questa immagine ha emesso anelli di gas e polvere per migliaia di anni in tutte le direzioni e il telescopio Webb ha rivelato per la prima volta che questa stella è ammantata di polvere. Due telecamere hanno catturato l'ultima immagine di questa nebulosa planetaria, catalogata come NGC 3132. Webb consentirà agli astronomi di approfondire molti più dettagli sulle nebulose planetarie come questa: 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.

Il Quintetto di Stephan

A circa 290 milioni di anni luce di distanza, il Quintetto di Stephan si trova nella costellazione del Pegaso. È noto per essere il primo gruppo di galassie compatte mai scoperto. Quattro delle cinque galassie all’interno del quintetto sono bloccate in una danza cosmica di ripetuti incontri ravvicinati.

Oggi, il telescopio spaziale James Webb della NASA ha rivelato il Quintetto sotto una nuova luce. Questo enorme mosaico è l'immagine più grande di Webb fino ad oggi, coprendo circa un quinto del diametro della Luna. Contiene oltre 150 milioni di pixel ed è composto da quasi 1.000 file immagine separati. Le informazioni di Webb forniscono nuove informazioni su come le interazioni galattiche potrebbero aver guidato l'evoluzione delle galassie nell'universo primordiale. Con la sua potente visione a infrarossi e una risoluzione spaziale estremamente elevata, Webb mostra dettagli mai visti prima in questo gruppo di galassie. Ammassi scintillanti di milioni di giovani stelle e regioni stellari di nuove nascite di stelle abbelliscono l'immagine. Le ampie code di gas, polvere e stelle vengono estratte da molte delle galassie a causa delle interazioni gravitazionali. Webb ha catturato enormi onde d'urto mentre una delle galassie, NGC 7318B, si schiantava attraverso l'ammasso.

Nebulosa della Carena

La nebulosa della Carena è una delle nebulose più grandi e luminose del cielo, situata a circa 7.600 anni luce di distanza nella costellazione meridionale della Carena. Le nebulose sono vivai stellari dove si formano le stelle. La nebulosa della Carena ospita molte stelle massicce, diverse volte più grandi del Sole. Webb ha rivelato piccole stelle nella nebulosa, dove le radiazioni ultraviolette e i venti stellari formano colossali cortine di polvere e gas. 

Il lungo viaggio di JWST

JWST, il più grande e complesso osservatorio mai lanciato nello Spazio, progettato per rispondere alle domande più importanti sull'Universo e per compiere scoperte rivoluzionarie in tutti i campi dell'astronomia, con uno specchio di 6,5 metri di diametro formato da 18 segmenti esagonali, ha dovuto superare un periodo di preparazione di 6 mesi prima di poter avviare le operazioni scientifiche, regolando gli strumenti in base all'ambiente e allineando i suoi specchi. Questo processo, seguito ad anni di sviluppo di nuove tecnologie e di pianificazione della missione, ha consentito di ottenere le prime immagini e i primi dati: una dimostrazione di Webb nel pieno della sua potenza, pronto a iniziare la sua missione scientifica e a svelare l'Universo all'infrarosso.

L'Agenzia Spaziale Europea ha contribuito alla missione con lo strumento NIRSpec, l'assemblaggio del banco ottico dello strumento MIRI, la fornitura dei servizi di lancio e il personale a supporto delle operazioni della missione. In cambio di questi contributi, gli scienziati europei otterranno una quota minima del 15% del tempo totale di osservazione, come nel caso del telescopio spaziale Hubble di NASA/ESA.

Il primo gruppo di immagini mette in evidenza i temi scientifici che hanno ispirato la missione e che saranno al centro del lavoro di JWST: l'Universo primordiale, l'evoluzione delle galassie nel tempo, il ciclo di vita delle stelle e gli altri mondi.

Al via le operazioni scientifiche

Dopo aver acquisito le prime immagini, avranno inizio le osservazioni scientifiche di Webb, che continueranno ad approfondire gli aspetti scientifici chiave della missione. Tanti team di ricercatori si sono già candidati mediante una procedura di gara per ottenere il tempo di utilizzo del telescopio, in quello che è noto come primo "ciclo" (ovvero il primo anno di osservazioni), tra cui figurano anche numerosi ricercatori italiani. Le osservazioni sono programmate con cura per utilizzare al meglio il tempo a disposizione del telescopio.