Immagini della scienza: il telescopio James-Webb ci porta 13 miliardi di anni nel passato

Ieri sera il presidente Biden ha presentato la prima immagine scattata dal James-Webb Telescope o JWST (il suo acronimo inglese). Dal suo lancio il 25 dicembre 2021, e anche prima, la comunità di astronomi e astrofisici è stata molto impaziente. E c'è una ragione, perché questo telescopio promette grandi progressi nell'astronomia, in particolare nello studio delle origini dell'universo o esopianeti.

Scatta foto delle origini dell'universo

Nella foto scattata dal JWST, vediamo molto di più come mostrato nel confronto qui sotto. I punti luminosi con le croci sono stelle nella nostra galassia. Questi “picchi di luce” sono dovuti alla configurazione dello specchio del telescopio, segmentato in piccoli esagoni. Tutto il resto sono galassie. D'altra parte, la differenza più grande sta nel tempo necessario per prenderlo. Hubble ha impiegato diverse settimane per produrre questa immagine, ma solo dodici ore e mezza per Webb. Ciò è dovuto alle grandi dimensioni del suo specchio, che raccoglie più luce più velocemente.

Alcune delle galassie visibili in questa immagine si trovano a 13 miliardi di anni luce di distanza. Ciò significa che la luce ha impiegato 13 miliardi di anni per viaggiare verso di noi da quando è stata emessa dalla galassia, il che significa che vediamo l'universo com'era poco dopo il Big Bang. Se ciò fosse stato possibile con Hubble, il telescopio James-Webb ha una risoluzione molto migliore, consentendo di rilevare le forme delle galassie in un modo molto più dettagliato.

Queste galassie sono di varie morfologie e colori. I colori ci raccontano le loro distanze, le più lontane sono quelle con la lunghezza d'onda più lunga, quindi la più rossa. Anche queste sono forme più semplici, meno strutturate, perché "più giovani". Le galassie assumono forme sempre più complesse mentre interagiscono con altre galassie.

C'è ancora un campo enorme da fotografare con il Webb, perché la parte dell'universo che vediamo in questa immagine è minuscola: potremmo nasconderla tenendo un granello di sabbia a debita distanza.

Infrarossi per comprendere la formazione delle galassie

Una delle grandi differenze tra Hubble e il Webb è la loro gamma spettrale: Hubble vede principalmente nel visibile mentre il Webb è un telescopio a infrarossi. Le stelle vicine al Big Bang, sebbene morte da tempo, emettevano radiazioni ultraviolette. La loro distanza, a causa dell'espansione dell'universo, sposta le loro lunghezze d'onda verso l'infrarosso.

Il Webb consentirà inoltre di osservare il polvere di stelle. Questa sostanza esiste in due forme: carboniosa, simile alla fuliggine, e sotto forma di silicato, simile alla sabbia. Si forma attorno alle stelle alla fine della loro vita, quindi passa attraverso il mezzo interstellare, finendo formando nuove stelle. E alla fine, nuove galassie.

Questa polvere ha la proprietà cruciale di essere visibile nell'infrarosso e opaca nel visibile, rendendo impossibile per Hubble l'analisi. L'osservazione della polvere da parte di Webb dovrebbe portare a una migliore comprensione dei meccanismi di formazione di stelle e galassie. Ciò avverrà in particolare osservando la Nebulosa Carina, la Nebulosa Anello Australe e il Quintetto di Stephan.

Infine, le immagini del telescopio Webb, liberamente accessibili agli scienziati e al pubblico in generale, consentiranno di scrutare gli esopianeti e la loro atmosfera. In effetti, diverse molecole sono osservabili nell'infrarosso, ad esempio la molecola dell'acqua.

Questo articolo fa parte della collana "Le grandi storie della scienza in open access", pubblicata con il sostegno del Ministero dell'Istruzione Superiore, della Ricerca e dell'Innovazione. Per maggiori informazioni visita la pagina Openthescience.fr.

Benoit Tonson, Responsabile della sezione Scienza + Tecnologia, The Conversation; Elsa Couderc, Responsabile della sezione Scienza + Tecnologia, The Conversation et Malik Habchi, redattore scientifico, The Conversation

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto licenza Creative Commons. Leggi ilarticolo originale.