Oltre il domestico: il telescopio spaziale James Webb sta cambiando l’astronomia

Con i suoi sei metri di apertura, James Webb è il più grande telescopio mai lanciato nello spazio e, dalla sua posizione privilegiata a un milione di miglia dalla Terra, dovrebbe offrire le viste migliori e più dettagliate dell’universo che abbiamo mai visto.

Questo articolo di Martin BarstowE il Università di Leicester Originariamente descritto in The Conversation e pubblicato qui con il permesso.

Dopo decenni di sviluppo e molte prove e frustrazioni lungo il percorso, Telescopio James Webb Infine, per consegnare ciò per cui è venuto. Il 12 luglio, la NASA ha rilasciato le prime osservazioni scientifiche fornite dal quadro strumenti di bordo della missione, indicando quello che prevediamo con impazienza che sarà. L’inizio di una nuova era per l’astronomia.

Dopo l’impressionante lancio il giorno di Natale, sono seguite una serie di schieramenti cruciali per sbloccare il telescopio e ombreggiare il sole. Se una di queste operazioni fosse fallita, James Webb sarebbe stato un disastro inutilizzabile. Ma il programma è stato eseguito perfettamente, un processo che è andato più liscio e con successo di quanto chiunque di noi avesse mai osato sperare, per non parlare di aspettarsi.

Questa non è solo una testimonianza dell’abilità degli ingegneri, dei tecnici e degli scienziati del progetto. Sottolinea inoltre l’enorme importanza del programma di test condotto sul campo per verificare procedure che a volte hanno rivelato problemi che dovevano essere risolti prima del lancio. Anche se questo a volte ha portato a ritardi nella pianificazione e aumento dei costi, alla fine ha prodotto il telescopio perfetto.

Nel mese di luglio il telescopio è passato dalla fase di screening e test alla fase operativa, dove da tempo era stato progettato per essere l’Osservatorio di stordimento. Quelli di noi che sono stati in viaggio e lavoreranno sui dati, non vedono l’ora.

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immagini pure

Le nuove ‘Early Launch Notes’, selezionate da un panel internazionale di rappresentanti della NASA, dell’Agenzia spaziale europea (ESA), dell’Agenzia spaziale canadese (CSA) e dello Space Telescope Science Institute, fanno parte di un programma progettato per evidenziare su larga scala. La scienza che il telescopio svolgerà.

Molto eccitante vedere le nuove foto: non ero preparato per il livello di nitidezza e dettagli fini che si potevano vedere. È con grande piacere che finalmente ottieni dati di così alta qualità.

Il presidente degli Stati Uniti Joe Biden ha rivelato la straordinaria immagine di SMACS 0723, un gruppo di migliaia di galassie, lanciato l’11 luglio. Enormi ammassi di galassie in primo piano ingrandiscono e distorcono la luce degli oggetti dietro di loro, aiutandoci a guardare indietro nel tempo. Cose molto deboli.

L’immagine mostra l’ammasso di galassie come appariva 4,6 miliardi di anni fa. Ma le galassie lontane nell’immagine (quelle che sembrano essere allungate) hanno circa 13 miliardi di anni e abbiamo già più dati su di loro di quanto ne abbiamo in qualsiasi altra galassia antica.

Tali immagini ci aiuteranno a capire come si sono formate le prime stelle e galassie. Alcuni di loro potrebbero essere tra le cose più lontane conosciute dall’inizio dell’universo. Un’immagine è un’immagine composita “a colori” composta da osservazioni effettuate a diverse lunghezze d’onda. È stato catturato dalla fotocamera nel vicino infrarosso del telescopio (NIRCam).

Anche James Webb ha dato una sbirciatina Quintetto di Stefano, un gruppo di cinque galassie che si fondono a 290 milioni di anni luce di distanza nella costellazione del Pegaso. L’immagine indica anche un buco nero supermassiccio al centro e mostra la nascita di stelle. I dati ci diranno di più su come si evolvono le galassie e sulla velocità con cui crescono i buchi neri supermassicci.

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Viene mostrata l’immagine seguente Nebulosa CarinaNell’immagine qui sotto, vediamo, è una delle nebulose più grandi e luminose (nuvole di polvere e gas in cui nascono le stelle). James Webb può esplorare la polvere in profondità nella luce infrarossa, rivelando all’interno di un vivaio stellare – mai visto prima – per scoprire di più su come nascono le stelle.

La nebulosa della Carina si trova a circa 7.600 anni luce di distanza nella costellazione meridionale della Carina. L’immagine mostra centinaia di stelle completamente nuove (ogni punto di luce è una stella) e i getti e le bolle che hai creato. Possiamo anche vedere dettagli che non possiamo ancora spiegare.

La prossima fantastica foto è di Anello Sud O la Nebulosa Eight-Burst, una nebulosa planetaria, che è una nuvola di gas in espansione che circonda una stella morente, o in questo caso due stelle morenti in orbita l’una rispetto all’altra. Ha un diametro di circa mezzo anno luce e si trova a circa 2.000 anni luce dalla Terra.

Il guscio arancione schiumoso nella foto è idrogeno molecolare (un gas formato quando due atomi di idrogeno si legano insieme), mentre il centro blu è un gas caricato elettricamente. Nell’immagine a destra, puoi vedere le due stelle morenti al centro, dandoci la possibilità di studiare la morte stellare con dettagli senza precedenti.

I nuovi dati sono il risultato di mesi di scrupolose misurazioni e test per preparare James Webb all’uso come strumento scientifico post-pubblicazione. I primi passi sono stati mettere a fuoco e allineare le immagini di ciascuno dei segmenti speculari. Entrambi gli strumenti del telescopio scientifico – NIRCam, spettrometro nel vicino infrarosso (NIRSpec) e strumento a medio infrarosso (MIRI) – Anche eseguito e testato.

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Tutti questi strumenti, che osservavano lo spazio profondo a diverse lunghezze d’onda, dovevano essere raffreddati, insieme al telescopio, altrimenti avrebbero irradiato calore di fondo che avrebbe interferito con le osservazioni sensibili degli oggetti astronomici. L’ultimo a funzionare è stato MIRI, che opera alla temperatura più bassa, appena sette gradi sopra lo zero assoluto, che ha richiesto diversi mesi per essere raggiunta.

La dimensione del telescopio – l’apertura – è la cosa principale che determina la qualità finale delle immagini e il dettaglio che si può osservare. Più grande è meglio. Sul terreno furono costruiti grandi telescopi con aperture fino a dieci metri di diametro.

Tuttavia, gli effetti interferenti dell’atmosfera, che distorcono la luce che raggiunge il telescopio, rendono difficile il raggiungimento della risoluzione finale. Inoltre, sulla Terra, la luce di fondo del cielo notturno limita la sensibilità del telescopio, la cosa più debole che possiamo vedere.

Con i suoi sei metri di apertura, James Webb è il più grande telescopio mai lanciato nello spazio e dalla sua posizione privilegiata a un milione di miglia dalla Terra, priva dell’atmosfera terrestre, ci si aspetta che offra le viste migliori e più dettagliate del nostro universo. L’ho visto finora. Non c’è dubbio che rivoluzionerà la nostra comprensione dell’universo, proprio come fece una volta il suo predecessore, il telescopio spaziale Hubble.

Martin BarstowProfessore di Astrofisica e Scienze Spaziali, Università di Leicester

Questo articolo è stato ripubblicato da Conversazione Sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

Giustina Rizzo

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