Immagini scientifiche: cosa ci dice il telescopio James-Webb sulle galassie in collisione
Ecco uno di prime immagini del telescopio James-Webb, rivelato il 12 luglio 2022. Rappresenta cinque galassie il cui raggruppamento è chiamato "il quintetto di Stephan".
Le prime immagini dei nuovi telescopi devono rispondere alla legittima curiosità del pubblico e alle voglie dei ricercatori che le aspettano da molti anni… ed essere così clamorose e scientificamente istruttive.
Tra i bersagli preferiti ci sono quindi le collisioni galattiche. Quando le galassie si scontrano, le forze di marea le fanno a pezzi e formano code spettacolari. I processi indotti – shock, formazione di stelle e ammassi, accrescimento ed espulsione di gas attorno ai nuclei attivi – sono di particolare interesse per gli astrofisici.
Ora il "Il quintetto di Stephan" visto in questa immagine offre non uno, ma cinque esempi di galassie in collisione! Questo eccezionale sistema aveva già alimentato l'antologia del telescopio spaziale Hubble e il calendario del telescopio terrestre Canada-Francia-Hawaii.
Il quintetto di Stephan fotografato da Hubble.
NASA, ESA e il Team Hubble SM4 ERO
L'immagine ripresa dal James-Webb è il risultato di una complessa combinazione di diverse immagini monocromatiche, ottenute con due strumenti del telescopio spaziale, NIR Cam et MIRI. Le singole immagini rivelano le diverse sfaccettature delle galassie: stelle giovani o vecchie, gas ionizzato o molecolare. L'immagine combinata illustra con falsi colori la distribuzione spaziale di ogni componente.
In cosa differisce questa immagine scattata con il James-Webb da quella iconica ottenuta con Hubble? Innanzitutto, mentre Hubble osservò nell'ultravioletto e nel visibile, questo fu ripreso nell'infrarosso, o meglio “l'infrarosso”.
[Più di 80 lettori si affidano alla newsletter di The Conversation per comprendere meglio i principali problemi del mondo. Iscriviti oggi]
La specialità di James-Webb: l'osservazione nell'infrarosso
Il cosiddetto infrarosso "vicino", fino a una lunghezza d'onda di pochi micrometri, apre una finestra su stelle antiche quanto il nostro Sole che sono le più numerose nelle galassie, ma non le più luminose, almeno nel visibile dove sono abbagliato dalle stelle più giovani. Nella nostra immagine, il colore giallo pallido rivela la mappa di massa delle popolazioni stellari di aloni galattici e code di marea.
Inoltre, il vicino infrarosso è relativamente insensibile all'estinzione della luce da parte dei granelli di polvere e consente quindi di rivelare la presenza di stelle dove sono concentrate, ad esempio nei vivai stellari. Così le bande scure dovute alla polvere, molto presenti sull'immagine di Hubble, scompaiono con gli occhi del James-Webb.
Oltre i 5 micrometri e il raggio di indagine dello strumento NIRCam, entriamo nelle aiuole di MIRI e nel dominio dell'infrarosso “medio”, che si estende fino a 30 micrometri. Le sorgenti di emissione nell'infrarosso “medio” sono molteplici e l'interpretazione di questa luce complessa… così come i fenomeni presenti nel quintetto di Stéphan.
Ad esempio, nel quintetto, le nubi di gas sono state speronate da una delle galassie del gruppo che è arrivata ad alta velocità. Questa polvere è stata riscaldata dagli urti e dalle radiazioni (lo farebbe anche riscaldandosi durante le esplosioni di formazione stellare, ad esempio), il che spiega le strisce rosse molto visibili tra le galassie.
Altri filamenti sembrano fuoriuscire dalla galassia situata nella parte superiore dell'immagine. Testimoniano una significativa ripresa dell'attività generata dalle collisioni nel cuore della galassia, dove si annida un buco nero ultramassiccio.
Migliore risoluzione
Ma se il telescopio James-Webb rileva Hubble, è soprattutto grazie al suo guadagno di risoluzione.
Come ogni telescopio spaziale che supera le turbolenze atmosferiche, Hubble brillava già per la finezza delle sue immagini. Il James Webb eccelle grazie alle grandi dimensioni del suo specchio. Con esso, le zone di emissione diffusa si dividono in più ammassi stellari.
Questo è il motivo per cui la luce di una delle galassie del Quintetto, NGC 7320 (a sinistra nell'immagine) ha una trama punteggiata diversa dalle altre: viene risolta in singole stelle. Tuttavia, anche osservata con l'eccezionale acutezza del telescopio James-Webb, a distanza del quintetto, la luce dovrebbe essere diffusa.
Infatti NGC 7320 si trova in primo piano e quindi non appartiene al gruppo… ma il quintetto non è un quartetto per tutto questo! Infatti, ilimmagine ottenuta con il telescopio Canada-Francia-Hawaii aveva rivelato la presenza di una quinta galassia, situata al di fuori del campo visivo del James-Webb.
Questo effetto di proiezione è noto da molto tempo, ma è illustrato in questa immagine in modo straordinario. Il James-Webb quindi non solo fornisce immagini spettacolari per il pubblico e dati preziosi per gli scienziati: ha anche virtù educative.
Pierre-Alain Duca, Direttore della ricerca presso il CNRS, Direttore dell'Osservatorio Astronomico di Strasburgo, Università di Strasburgo
Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto licenza Creative Commons. Leggi ilarticolo originale.
