• Il James Webb ha osservato una regione di cielo molto buia nota come Hubble Ultra Deep Field, scovando 4 galassie appartenenti all’Universo primordiale.
• A confermarlo sono gli strumenti scientifici NIRCam e NIRSpec, utilizzati in combinata all’interno del programma JADES.
• I dati di Webb stanno fornendo le immagini nell’infrarosso più deboli e nitide mai ottenute.

Utilizzando i dati spettroscopici del James Webb, i ricercatori hanno confermato l’osservazione di 4 galassie appartenenti all’Universo primordiale. Esse facevano parte di un campione di candidati selezionati in precedenza da Webb, e ora siamo certi che la loro luce ha impiegato più di 13,4 miliardi di anni a raggiungerci, partendo quando l’Universo aveva solo il 2% della sua età attuale.

Le osservazioni sono state effettuate con due strumenti scientifici a bordo di Webb usati in combinata: la Near InfraRed Camera (NIRCam) e il Near InfraRed Spectrograph (NIRSpec). I due collaborano nell’ambizioso programma JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey), che riunisce oltre ottanta astronomi provenienti da dieci paesi diversi. Non si tratta ancora del record assoluto di osservazione più distante mai fatta dal James Webb, ma si avvicina molto.

JADES si è concentrato sull’area all’interno e intorno al “campo ultraprofondo” di Hubble (Hubble Deep Field), una zona di cielo molto buia nella costellazione della Fornace. Utilizzando lo strumento NIRCam di Webb, gli scienziati hanno osservato questa regione in nove diversi intervalli di lunghezze d’onda dell’infrarosso. Nell’immagine di copertina, sullo sfondo il blu rappresenta la luce a 1,15 micron, il verde 2,0 micron e il rosso 4,44 micron. Lo strumento NIRSpec di Webb ha quindi fornito una misurazione precisa dell’età di ciascuna galassia. Quattro delle galassie studiate risalgono a meno di 400 milioni di anni dopo il Big Bang.

Luce debole, ma non invisibile per Webb

NIRCam ha osservato il campo profondo di Hubble per oltre 10 giorni, raccogliendo la luce di una regione 15 volte più grande delle immagini più profonde prodotte con i precedenti telescopi spaziali. Lo scatto complessivo che ne è risultato è più profondo e nitido di sempre: pullula di quasi 100.000 galassie, ciascuna catturata in un momento della propria storia, miliardi di anni nel passato.

Le galassie appartenenti all’Universo primordiale possono essere distinte dai loro colori a più lunghezze d’onda. La luce, infatti, viene “allungata” in lunghezza d’onda man mano che l’Universo si espande, con un fenomeno noto come redshift. La luce di queste galassie più giovani è stata allungata di un fattore fino a 14.

Lo ha stabilito NIRSpec, per il quale un singolo periodo di osservazione copre tre giorni per un totale di 28 ore di raccolta dati. Raccogliendo la luce da 250 deboli galassie, i ricercatori hanno studiato le firme scritte dagli atomi di ciascuna galassia sui propri spettri elettromagnetici. Ciò ha prodotto una misurazione precisa del redshift di ogni galassia e ha rivelato le proprietà del gas e delle stelle in queste galassie.

Quattro delle galassie studiate sono particolarmente speciali: si trovano a redshift superiori a 10, incluse due a redshift 13. Ciò corrisponde a un’epoca in cui l’Universo aveva circa 330 milioni di anni, cosa che stabilisce una nuova frontiera nella ricerca di galassie lontane. Queste galassie sono estremamente deboli a causa della loro grande distanza da noi: gli astronomi possono ora esplorare le loro proprietà, grazie alla sensibilità di Webb.

Nel 2023, il programma JADES continuerà con uno studio dettagliato di un’altra regione di cielo, l’Hubble Deep Field, nella costellazione dell’Orsa Maggiore. Poi tornerà all’Ultra Deep Field per imaging profondo e spettroscopia.

A questo link è possibile scaricare l’infografica in copertina in alta risoluzione.