Perché l'occhio di James Webb sta rivoluzionando l'astrofisica?

Naviga a 1,5 milioni di chilometri dalla Terra, al fresco all'ombra del nostro pianeta, e punta il suo specchio a forma di corolla di fiore verso le profondità del cosmo. Il James Webb Space Telescope (JWST) è il più potente mai messo in orbita. È stato spesso presentato come il successore di Hubble, al quale in realtà è piuttosto complementare. Quest'ultimo infatti scansiona l'universo principalmente nella luce visibile, un po' nell'infrarosso e nell'ultravioletto, mentre il JWST ha occhi solo per l'infrarosso, la radiazione elettromagnetica di una lunghezza d'onda invisibile all'essere umano.

Pubblicità, i tuoi contenuti continuano di seguito

Fin dalle sue prime osservazioni, James-Webb ha mostrato l'enorme portata delle sue possibilità. Il suo primo campo profondo ha presto messo in ombra quelli, già eccezionali, di Hubble. Astronomi e astrofisici imparerebbero molto di più grazie a questa incredibile macchina.

Sono principalmente tre gli ambiti in cui questo gioiello ottico e tecnologico ci sta portando avanti: l'osservazione delle prime galassie dell'Universo, la formazione di stelle e pianeti, nonché di esopianeti in grado di ospitare la vita. Ricordiamolo qui, vedere lontano nell'Universo significa anche vedere lontano nel suo passato, essendo la velocità della luce finita (circa 300.000 km/s nel vuoto).

Pubblicità, i tuoi contenuti continuano di seguito

Alla fine del 2023, James-Webb rileva il più antico buco nero supermassiccio conosciuto!

GN Z 11, questa galassia dei primissimi tempi dell'Universo, era conosciuta grazie a Hubble, ma di lei avevamo poche informazioni. James-Webb ha permesso di evidenziare la presenza di un buco nero di circa 1,6 milioni di masse solari, solo 440 milioni di anni dopo il Big Bang, che è molto precoce. La massa di questa galassia è sicuramente 100 volte inferiore a quella della nostra Via Lattea, ma è già troppo massiccia secondo i nostri modelli teorici…

Poco dopo, il record per la galassia più antica – o più giovane se torniamo indietro nel tempo fino alla nostra – venne battuto: solo 285 milioni di anni dopo il Big Bang. È JADES-GZ-14-0. Da quel momento in poi è diventato assolutamente chiaro che questo nuovo telescopio fa molto di più che mantenere le sue promesse: ci porta dove non avevamo mai guardato prima! La cosmologia avanzerebbe come mai prima e la nostra conoscenza della formazione e dell'evoluzione delle galassie raggiungerebbe il limite del Big Bang.

La formazione delle stelle davanti ai nostri occhi, senza velo

Le protostelle sono magnifiche, ma circondate da polvere che è difficile da attraversare per i nostri occhi umani. Precisamente, la luce infrarossa catturata da James-Webb ignora facilmente questa polvere oscura. L'immagine di L1527, una stella di soli 100.000 anni, ancora in fase di stabilizzazione, ha tolto il fiato agli scienziati e al grande pubblico.

Pubblicità, i tuoi contenuti continuano di seguito

Questo è un oggetto Herbig-Haro, anch'esso una stella allo stadio iniziale. Splendido, vero?

Il JWST permette addirittura di “cercare” nelle nebulose per individuare molecole, la formazione di dischi protoplanetari (cioè sistemi solari giovani) e il ruolo delle stelle con la loro radiazione. Qui, il JWST ha permesso di individuare il catione metilico (CH₃⁺), una molecola considerata essenziale per la formazione della vita di carbonio extraterrestre.

Atmosfere, atmosfere?

E non è tutto. James-Webb studia anche gli esopianeti non troppo lontani da noi, alla ricerca di un potenziale luogo per la vita, qualcosa per il quale questo telescopio spaziale non era nemmeno inizialmente destinato. Per fare ciò, i suoi strumenti utilizzano la luce stellare filtrata dall’atmosfera dei pianeti situati ad anni luce dalla Terra. Questo si chiama spettro di assorbimento, che ci permette di dettagliare le molecole e gli atomi presenti nell'atmosfera (il cielo) di un pianeta extrasolare, quindi di determinare se qualcosa di vivente potrebbe respirare lì. Ecco un esempio di uno spettro sull'atmosfera di un pianeta gassoso, ad esempio il James-Webb rileva l'acqua (H₂O).

Pubblicità, i tuoi contenuti continuano di seguito

I risultati più notevoli di JWST in quest’area sono forse quelli attesi attorno agli esopianeti trappisti e quelli dell’atmosfera di LHS-1140b, un esopianeta oceanico che probabilmente avrà un’atmosfera contenente azoto, come la Terra.

In sintesi, il telescopio James-Webb ci porta avanti in quasi tutti i settori dell'astronomia e dell'astrofisica. Gli astronomi professionisti aspettano mesi prima di ottenere alcuni preziosi slot per usarli e meravigliarsi delle loro scoperte. L’epopea del JWST è quindi lungi dall’essere finita.

Per finire, alcune piccole gemme visive di James-Webb.

Ritratto di famiglia dei pianeti gassosi del Sistema Solare:

Un'incredibile zona di formazione stellare chiamata Rho Ophiucci (costellazione Serpentaria):

E infine, la Nebulosa del Granchio formata da una supernova di tipo 2 (un'esplosione stellare massiccia). Il toro centrale, bluastro, è dovuto alla presenza di una stella di neutroni che pulsa molto rapidamente (una pulsar). Questa stella esplose nel 1054.

Pubblicità, i tuoi contenuti continuano di seguito