martedì, Agosto 9, 2022
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La primissima foto del telescopio James Webb

Eccola, la primissima foto ufficiale del telescopio Spaziale James Webb. L’ha mostrata in anteprima il presidente americano Joe Biden durante un evento alla Casa Bianca. Si tratta di un’anteprima delle prime immagini che verranno invece svelate il 12 luglio a partire dalle ore 16.30 dalla Nasa, dall’Esa e dall’agenzia canadese CSA, le tre agenzie spaziali che hanno progettato, costruito e lanciato il James Webb Space Telescope.

Il presidente Biden ha mostrato la foto dell’ammasso di galassie SMACS 0723, una regione celeste visibile dall’emisfero australe che è stata spesso oggetto di osservazioni da parte di Hubble di altri telescopi alla ricerca di oggetti molto lontani nello spazio e nel tempo. 

Si tratta di un enorme ammasso di galassie a circa quattro miliardi di anni luce dalla Terra che gli astronomi usano come una lente (lente gravitazionale viene definita) che deforma e amplifica la luce delle galassie dietro di esso e che altrimenti sarebbero troppo deboli e lontane per essere viste. L’ammasso ha infatti una gravità così elevata da distorcere la luce delle galassie distanti dietro di sé e permette così di esplorare i confini dell’Universo.

Le altre foto. Martedì 12 luglio, nel pomeriggio, la Nasa svelerà le altre immagini (che troverete immediatamente su Focus.it). Si tratta di diveri oggetti cosmici scelti per mostrare le capacità del nuovo telescopio che “vede” l’Universo sulle frequenze dell’infrarosso. 

La Nebulosa Anello (nota anche come M 57 o NGC 6720), una nebulosa planetaria visibile nella costellazione boreale della Lira; dista circa 2000 anni luce dalla Terra e ha un diametro di circa due anni luce. È una delle nebulose più famose.

La Nebulosa Carina, un’enorme distesa vorticosa di gas e stelle che include alcuni dei sistemi stellari più massicci e potenzialmente esplosivi del Via Lattea.

Il Quintetto di Stephan, un ammasso di galassie a circa 290 milioni di anni luce da qui nella costellazione del Pegaso. Fu il primo gruppo di galassie ad essere scoperto nel 1877 dall’astronomo francese Édouard Stephan.

L’esopianeta WASP-96b, un gigante gassoso della metà della massa di Giove che orbita una stella a 1.150 anni luce dalla Terra. Non si tratta di una vera e propria foto, ma dello spettro dell’atmosfera del Pianeta. Si spera che i dati raccolti dal James Webb Space Telescope siano così dettagliati da poter rivelare la composizione dell’atmosfera del pianeta extrasolare.

Come funziona il telescopio. Il James Webb Space Telescope (Jwst), frutto della collaborazione tra la Nasa, l’Esa e l’Agenzia spaziale canadese, è uno strumento ai limiti delle possibilità tecnologiche attuali. Porta il nome del secondo amministratore della Nasa, ed è visto, per molti versi giustamente, come il successore del celebre Hubble. Ma quest’ultimo, in confronto, è uno strumento relativamente semplice: un telescopio “normale”, con una specie di tubo che contiene il suo specchio principale di 2,4 metri di diametro, collocato in orbita terrestre, a poco più di 500 km di altezza. Nel complesso, Hubble è una specie di cilindro grande come un furgone che è partito sostanzialmente pronto per l’uso.

Nel caso di Webb, è tutto diverso. Stiamo parlando di uno specchio enorme (6,5 metri di diametro) e fatto a tasselli (che combaciano l’uno con l’altro con una precisione strabiliante), esposto al vuoto dello spazio (non ha un “tubo” che lo contenga), collocato a oltre 1,5 milioni di chilometri dalla Terra. Se nel caso di Hubble è stato addirittura possibile intervenire direttamente, grazie agli astronauti dello Space Shuttle, per inserire una lente di correzione e sostituirne alcune parti, per Webb niente di simile è possibile. Per fortuna tutto è andato liscio e questo potente osservatorio ora è pienamente funzionante e ci ha già fornito le prime osservazioni.

Dimensioni degli specchi, distanza orbitale, capacità di visione: Hubble e il suo successore James Webb Space Telescope a confronto in un’infografica. Clicca sulla foto per ingrandirla.
© ESA

Giunto nella sua posizione di osservazione (ci arriviamo), il James Webb si è aperto, componendo appunto il suo gigantesco specchio e si è lentamente raffreddato, fino alla sua temperatura operativa di -225 °C. Perché? Il motivo è che il James Webb è un telescopio che raccoglie soprattutto radiazione infrarossa (vedi grafico sotto). E, in molti casi, radiazione infrarossa vuol dire calore. Ma tutti gli oggetti emettono una certa quantità (per quanto piccola) di calore, compresi gli stessi strumenti del telescopio, che dunque devono essere raffreddati il più possibile per evitare che siano disturbati da emissioni “indesiderate”.

Freddo e lontano. Per lo stesso motivo, Webb non è posizionato vicino alla Terra, ma in un’orbita in prossimità di uno dei cinque punti di equilibrio gravitazionale del sistema Terra-Sole, il cosiddetto “punto lagrangiano L2”, che si trova a 1,5 milioni di chilometri dalla Terra, in direzione opposta a quella del Sole (guarda dove si trova il telescopio in questo momento e quali sono le sue temperature).

«La particolarità di quest’orbita è che permette al telescopio di restare allineato nel tempo con la Terra mentre si muove attorno al Sole», spiegava tempo fa a Focus Bill Ochs, project manager del Jwst al Goddard Space Flight Center della Nasa. «In questo modo, il grande scudo termico può proteggere il telescopio dal calore della nostra stella». Altrimenti Webb non riuscirebbe a distinguere i debolissimi segnali infrarossi provenienti dagli oggetti più distanti del cosmo.

«Lo scudo», prosegue Ochs, «ripara gli strumenti anche dalla sonda stessa su cui sono montati. Perché la protezione sia efficace (si arriva a ridurre i disturbi a una parte su un milione) occorre che gli strumenti si trovino sempre “al coperto” e che il telescopio sia sempre orientato in direzione opposta. Ecco perché viene messo in quella posizione».

In effetti, la parte esposta al Sole – pannelli solari, antenna per le comunicazioni, propulsori – raggiungerà una temperatura di 85 °C, mentre la parte fredda – specchi, filtri, rivelatori –, protetta dallo scudo, avrà una temperatura di -225 °C, per garantirne il perfetto funzionamento.

I telescopi osservano soltanto una parte dello spettro elettromagnetico. In questo confronto si notano le frequenze di osservazione di tre telescopi spaziali: Webb, Hubble e Spitzer (un telescopio all’infrarosso ormai in pensione). La capacità del telescopio James Webb di vedere lontano nello spettro infrarosso offrirà agli scienziati una visione più chiara del cosmo profondo di quanto non fosse possibile prima.

 

Universo profondo. Ma che cosa ci mostra? Il Webb è complementare al telescopio Hubble, che invece è sensibile alla radiazione visibile e ultravioletta. Copre infatti lunghezze d’onda maggiori (l’infrarosso, appunto) e ha una sensibilità molto superiore.

Permette di guardare ancora più indietro nel tempo, fino a 13,5 miliardi di anni fa, per vedere le prime galassie che si formarono all’inizio della storia dell’universo, e di penetrare all’interno delle nubi di polvere dove si formano le stelle e i sistemi planetari. Webb, in altre parole, si spinge fino alle origini del cosmo, a poche centinaia di milioni di anni dal Big Bang, e studiarne l’evoluzione in tutte le sue fasi. Non solo, osservando le atmosfere dei pianeti extrasolari, andrà a caccia di “impronte” chimiche che segnalino la possibile presenza di vita.

il più grande telescopio spaziale mai costruito | Adriano Fontana

 

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