L’universo visto dal James Webb: le immagini più significative del 2022

Il James Webb Telescope (JWST) rappresenta la nuova era per l’astronomia moderna. Lanciato lo scorso 25 Dicembre ed operativo da Luglio, il telescopio offre scorci dell’universo che prima ci erano inaccessibili. Orbita a circa 1,5 milioni di chilometri dalla Terra, lontano dall’interferenza del calore riflesso del nostro pianeta, e può raccogliere luce da tutto l’universo fino alla porzione infrarossa dello spettro elettromagnetico. Questa capacità, se combinata con lo specchio più grande rispetto a quello del telescopio Hubble, i rivelatori all’avanguardia e molti altri progressi tecnologici, consente agli astronomi di guardare indietro alle origini dell’universo, con grande sensibilità e nitidezza. In questi mesi ce ne ha fornito delle prove.

ALLINEAMENTO DELLO SPECCHIO

Credito: NASA/STScI/LegacySurvey/C. Jacobs

Nonostante anni di test a terra, un osservatorio complesso come il JWST ha richiesto configurazioni e test approfonditi una volta dispiegato nel freddo e nell’oscurità dello spazio. Uno dei compiti più grandi è stato quello di dispiegare e allineare i 18 segmenti esagonali dello specchio entro una frazione di lunghezza d’onda della luce. A marzo, la NASA ha rilasciato la prima immagine (centrata su una stella) dallo specchio completamente allineato. Sebbene fosse solo un’immagine di calibrazione, gli astronomi l’hanno immediatamente confrontata con le immagini esistenti di quel pezzo di cielo, con notevole entusiasmo.

SPITZER Vs MIRI

Crediti: NASA/JPL-Caltech (sinistra), NASA/ESA/CSA/STScI (destra)

Questa prima immagine, scattata mentre tutte le telecamere erano a fuoco, dimostra il cambiamento radicale nella qualità dei dati che JWST porta rispetto ai suoi predecessori. A sinistra c’è un’immagine del telescopio Spitzer, un osservatorio a infrarossi spaziale con uno specchio di 85 cm; a destra, lo stesso campo della fotocamera MIRI nel medio infrarosso e dello specchio da 6,5 ​​m di JWST. Si può notare la risoluzione e la capacità di rilevare sorgenti molto più deboli, con centinaia di galassie visibili che si sono perse nel rumore dell’immagine di Spitzer. Questo è ciò che può fare uno specchio più grande situato nell’oscurità più profonda e più fredda.

LA PRIMA IMMAGINE DELL’AMMASSO DI GALASSIE SMACS J0723.3–7327

Credit: NASA/STSci

L’ ammasso di galassie dal nome prosaico di SMACS J0723.3–7327 è stata una buona scelta per le prime immagini a colori rilasciate al pubblico dal JWST. Il campo è affollato di galassie di ogni forma e colore. La massa combinata di questo enorme ammasso di galassie, a oltre 4 miliardi di anni luce di distanza, piega lo spazio in modo tale che la luce proveniente da fonti distanti sullo sfondo venga allungata e ingrandita, un effetto noto come lente gravitazionale. Queste galassie di sfondo distorte possono essere chiaramente viste come linee e archi in tutta questa immagine. Il campo è già spettacolare nelle immagini di Hubble (a sinistra), ma l’immagine nel vicino infrarosso JWST (a destra) rivela una ricchezza di dettagli extra, tra cui centinaia di galassie lontane troppo deboli o troppo rosse per essere rilevate dal suo predecessore.

QUINTETTO DI STEPHAN

Credit: NASA/STScI

Queste immagini raffigurano uno spettacolare gruppo di galassie noto come Stephan’s Quintet, un gruppo che è stato a lungo di interesse per gli astronomi che studiano il modo in cui le galassie in collisione interagiscono l’una con l’altra gravitazionalmente. A sinistra vediamo la vista Hubble e a destra la vista nel medio infrarosso JWST . L’inserto mostra la potenza del nuovo telescopio, con uno zoom su una piccola galassia sullo sfondo. Nell’immagine di Hubble vediamo alcune luminose regioni di formazione stellare, ma solo con il JWST si rivela la struttura completa di questa e delle galassie circostanti.

I PILASTRI DELLA CREAZIONE

Crediti: NASA, ESA, CSA, STScI; Joseph DePasquale (STScI), Anton M. Koekemoer (STScI), Alyssa Pagan (STScI)

E’ probabilmente l’immagine più diffusa, con la galassia di Andromeda e la nebulosa M42. I cosiddetti Pilastri della Creazione è una delle immagini più famose di tutta l’astronomia, scattata da Hubble nel 1995. Ha dimostrato la straordinaria portata di un telescopio spaziale. Raffigura una regione di formazione stellare nella Nebulosa Aquila, dove gas e polvere interstellari fanno da sfondo a un vivaio stellare brulicante di nuove stelle. L’immagine a destra, scattata con la fotocamera nel vicino infrarosso (NIRCam) del JWST, dimostra un ulteriore vantaggio dell’astronomia a infrarossi: la capacità di scrutare attraverso il velo di polvere e vedere cosa c’è dentro e dietro.

LA PROTOSTELLA A CLESSIDRA

Credit: NASA/STScI

Questa immagine raffigura un altro atto di creazione galattica all’interno della Via Lattea. Questa struttura a forma di clessidra è una nube di polvere e gas che circonda una stella in formazione: una protostella chiamata L1527. Visibile solo nell’infrarosso, un “disco di accrescimento” di materiale che cade (la banda nera al centro) consentirà alla protostella di raccogliere una massa sufficiente per iniziare a fondere l’idrogeno e nascerà una nuova stella. Nel frattempo, la luce della stella ancora in formazione illumina il gas sopra e sotto il disco, dando forma alla clessidra. La nostra visione precedente di questo proveniva da Spitzer; la quantità di dettagli è ancora una volta un enorme balzo in avanti.

GIOVE NELL’INFRAROSSO

Credito: NASA/STScI

Sebbene JWST non possa guardare la Terra o i pianeti interni del Sistema Solare, poiché deve sempre essere rivolto lontano dal Sole, può guardare verso le parti più distanti del nostro Sistema Solare. Questa immagine nel vicino infrarosso di Giove è un bellissimo esempio, mentre guardiamo in profondità nella struttura delle nuvole e delle tempeste del gigante gassoso. Il bagliore delle aurore sia al polo settentrionale che a quello meridionale è inquietante. Questa immagine era estremamente difficile da ottenere a causa del rapido movimento di Giove nel cielo rispetto alle stelle e della sua rapida rotazione. Il successo ha dimostrato la capacità del telescopio Webb di inseguire estremamente bene bersagli astronomici difficili.

LA GALASSIA FANTASMA

Credit: ESA/NASA

Queste immagini del cosiddetto Phantom Galaxy o M74 rivelano la potenza del JWST non solo come l’ultimo e il più grande degli strumenti astronomici, ma come un prezioso complemento ad altri grandi strumenti. Il pannello centrale qui combina la luce visibile di Hubble con l’infrarosso di Webb, permettendoci di vedere come la luce stellare (tramite Hubble) e il gas e la polvere (tramite JWST) danno forma a questa straordinaria galassia. Gran parte della scienza JWST è progettata per essere
combinata con le viste ottiche di Hubble e altre immagini per sfruttare questo principio.

UNA GALASSIA SUPER LONTANA

NASA/STScI/C. Jacobs

Sebbene questa galassia, la piccola macchia rossa nell’immagine a destra, non sia tra le più pittoresche che il nostro universo abbia da offrire, è altrettanto interessante dal punto di vista scientifico. Questa istantanea risale a quando l’universo aveva appena 350 milioni di anni, rendendo questa tra le primissime galassie che si siano mai formate. Comprendere i dettagli di come tali galassie crescono e si fondono per creare galassie come la nostra Via Lattea è una domanda chiave, che rende scoperte come questa molto ricercate. Gli astronomi non sapevano bene cosa aspettarsi; un’immagine di questa galassia presa con Hubble sembrerebbe vuota, poiché la luce della galassia è allungata nell’infrarosso dall’espansione dell’universo.

IL GIGANTESCO MOSAICO DI ABELL 2744

Credit: Lukas Furtak (Ben-Gurion University of the Negev) dalle immagini dei team GLASS/UNCOVER

Questa immagine è un mosaico (molte singole immagini cucite insieme) centrato sul gigantesco ammasso di galassie Abell 2744, colloquialmente noto come “ammasso di Pandora“. Il semplice numero e la varietà di fonti che il JWST può rilevare è sbalorditivo; con l’eccezione di una manciata di stelle in primo piano, ogni macchia di luce rappresenta un’intera galassia. In una macchia di cielo scuro non più grande di una frazione della luna piena ci sono innumerevoli migliaia di galassie, portando davvero a casa la vastità dell’universo in cui abitiamo. Sia gli astronomi professionisti che quelli dilettanti potrebbero passare ore a setacciare questa immagine alla ricerca di stranezze e misteri. Nei prossimi anni, la capacità di JWST di guardare così in profondità e molto indietro nell’universo ci permetterà di rispondere a molte domande sulle nostre origini e sull’evoluzone dell’universo. Altrettanto entusiasmanti sono le scoperte e le domande che non possiamo ancora prevedere. Quando togli il velo del tempo come solo questo nuovo telescopio sa fare, queste incognite sconosciute saranno sicuramente affascinanti.