Il 12 luglio 2022, esattamente un anno fa, sono state rilasciate al pubblico le prime cinque immagini del telescopio spaziale più grande, complesso e preciso mai costruito e lanciato dall’umanità: il James Webb Space Telescope.
Da allora, il Webb non ha mai smesso di osservare il cosmo con il suo potente occhio di 6.5 metri di diametro, diviso in 18 segmenti esagonali, che raccoglie la luce da milioni di strutture e oggetti dello spazio profondo. La sua strumentazione all’avanguardia, che permette di osservare dal vicino al medio infrarosso, ha permesso di scoprire molecole organiche in dischi protostellari lontani, galassie già formate e ricche di stelle nei primi milioni di anni dell’Universo. E sta consentendo ai ricercatori di guardare oltre la polvere, nelle nebulose e nelle regioni di formazione stellare, per scrutare in profondità nelle caratteristiche di queste zone dense e ancora avvolte in molti misteri.
In questi 12 mesi, sono molte le immagini che la comunità scientifica e l’umanità tutta hanno potuto apprezzare, talvolta restando senza fiato per la bellezza dei colori, della nitidezza, dei dettagli. Abbiamo raccolto in questo articolo una selezione di 12 foto, una per ogni mese di attività scientifica di Webb finora, che possano rendergli dovuta giustizia.
La Nebulosa Carena è una delle prime immagini rilasciate il 12 luglio dello scorso anno. Solo a un primo sguardo, si nota la scena spettacolare. Dietro una cortina di polvere e gas si nascondono stelle in formazione, in una fase rapida e precoce. Questa visione unica ci mostra innumerevoli stelle di varie dimensioni, dalle più piccole e deboli alle più grandi, luminose e ben risolte. Vedendo nell’infrarosso, infatti, Webb riesce a oltrepassare la polvere, e a mostrarci cosa c’è al di là.
La parte superiore dell’immagine è caratterizzata da una tonalità bluastra e da sottili strisce traslucide simili a nuvole, che emergono dalla nebulosa sottostante. La parte inferiore presenta una formazione nebulosa arancione, con una struttura simile a una catena montuosa, contenente creste, picchi e valli. Credits: NASA, ESA, CSA e STScI.
Il Webb ci ha mostrato Giove in una luce completamente nuova (e non è solo un gioco di parole). Le prime immagini del pianeta più grande del nostro Sistema Solare catturate nell’infrarosso dal JWST, rivelano un panorama affascinante di tempeste gigantesche, venti potenti, aurore e condizioni estreme.
L’immagine sottostante mostra in dettaglio le caratteristiche distintive di Giove, con le sue vorticose strisce orizzontali di colore blu, marrone e crema, molto diverse dal rossiccio a cui siamo abituati nella visione in luce visibile. Sopra i poli nord e sud del pianeta si possono ammirare luminose aurore blu elettrico, mentre lungo l’equatore sono visibili i deboli anelli di Giove, un milione di volte più deboli del pianeta stesso.
Nell’immagine si distinguono anche due minuscole lune, Amalthea e Adrastea. Sullo sfondo, invece, si trovano galassie bianche debolmente luminose, che aggiungono un tocco di profondità cosmica allo scatto. Credits: NASA, ESA, CSA, Jupiter ERS Team, Ricardo Hueso (UPV/EHU), Judy Schmidt.
Anche la prima immagine di Webb della nebulosa della Tarantola è semplicemente spettacolare. Situata nella Grande Nube di Magellano, questa regione di formazione stellare è la più grande e luminosa vicino alla nostra galassia, e ospita stelle calde e massicce.
Lo scatto della NIRCam (Near InfraRed Camera) del JWST mostra migliaia di giovani stelle mai osservate prima, rivelando poi dettagli della struttura della nebulosa, con pilastri che puntano verso l’ammasso di stelle al suo centro. La Tarantola è interessante perché produce nuove stelle a un ritmo intenso, caratteristica che la rende molto simile alle regioni di formazione stellare dell’Universo primordiale.
Il punto focale dell’immagine è una grande stella gialla che presenta otto punte lunghe e sottili, classici artefatti delle immagini di Webb dovuti alla diffrazione. A destra di questa stella c’è un ammasso di stelle luminose, che sembrano minuscole scintille azzurre. Verso la parte inferiore della foto, più braccia sembrano uscire a spirale da una struttura marrone chiaro, simile alle zampe di un ragno (da cui il nome della nebulosa). Credits: NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO Production Team
Leggi l’articolo completo –> La nebulosa Tarantola osservata dal James Webb come mai prima
In occasione di Halloween, il team di Webb ha rilasciato un’interessante immagine dall’aspetto quasi “inquietante” dei famosi Pilastri della Creazione. Questo scatto, realizzato nel medio infrarosso da MIRI (Mid InfraRed Instrument) del JWST, rivela i dettagli della polvere e del gas presenti nella regione, ma soprattutto mette in evidenza gli alti pilastri di polvere, simili a lunghe dita (o spaventosi artigli, per restare in tema) rivolte verso il cielo.
Le aree più dense di polvere appaiono come sfumature di grigio scuro, mentre la regione superiore, di colore rosso, indica la presenza di polvere diffusa e più fredda. Le piccole stelle che erano visibili nella vista nel vicino infrarosso della NIRCam non sono scomparse, ma nel medio infrarosso sono difficili da individuare.
L’immagine mostra principalmente giovani stelle circondate da dischi di polvere, raffigurate come sfere cremisi ai margini dei pilastri, insieme a stelle blu sparse e invecchiate. Rivela anche dozzine di stelle luminose bianche e blu, sparse nell’immensità dello spazio. Credits: NASA, ESA, CSA, STScI
Nel collo di luce di una “clessidra” spettrale si nasconde il processo di formazione di una nuova stella, una protostella. Si tratta di L1527,
all’interno della regione di formazione stellare del Toro, nascosta in una nube oscura nella luce visibile, ma che nell’infrarosso il JWST è riuscito a catturare.
La protostella L1527 è un ammasso di gas caldo e gonfio che rappresenta solo una frazione della massa del nostro Sole. Man mano che attrae materia, il suo nucleo si comprime, si riscalda e alla fine avvia la fusione nucleare, dando vita a una stella. La linea scura al centro della “clessidra” è dovuta alla presenza di un disco protoplanetario, costituito dal materiale che viene trascinato nella stella durante la sua formazione e che potrebbe dare origine ai pianeti.
La luce della protostella illumina le cavità nella polvere e nel gas sopra e sotto il disco, creando le sfumature di colore blu e arancione che attirano lo sguardo in questo affascinante scatto. Credits: NASA, ESA, CSA, STScI
Leggi l’articolo completo –> Webb ci mostra i segreti nell’infrarosso di una giovane stella in fase di formazione
Grazie al Webb abbiamo anche ottenuto il primo sguardo dettagliato alla luna più grande di Saturno, Titano. Poiché la superficie di Titano è nascosta nella luce visibile a causa della sua densa atmosfera, Webb ha utilizzato l’infrarosso per rivelare nuvole e macchie chiare e scure sulla sua superficie.
Titano è un corpo planetario unico nel sistema solare, con fiumi, laghi e mari composti non da acqua, ma da idrocarburi come etano e metano. Le osservazioni di Webb confermano le previsioni sulla formazione di nuvole nell’emisfero settentrionale durante la tarda estate di Titano. Ulteriori osservazioni, compresa l’analisi dei dati e la mappatura della composizione e della superficie, saranno condotte in futuro per approfondire la nostra comprensione di questa affascinante luna saturniana. Credits: NASA, ESA, CSA, A. Pagan (STScI), JWST Titan GTO Team.
Nel cuore della nube molecolare Chamaleon I, a 630 anni luce di distanza da noi, i team di Webb hanno scoperto una varietà di ingredienti ghiacciati che potrebbero diventare fondamentali per la vita. Molecole come anidride carbonica, ammoniaca e metano si sono congelate sui granelli di polvere all’interno della nuvola, che è così fredda e oscura da permettere tale processo.
Grazie alle capacità infrarosse del JWST, gli scienziati hanno studiato come la luce stellare proveniente da oltre la nuvola venisse assorbita dalle molecole ghiacciate, lasciando “impronte digitali chimiche” che hanno permesso di identificare le molecole presenti. Questa scoperta dimostra che molecole complesse possono formarsi nelle profondità gelide delle nubi molecolari prima della nascita delle stelle.
La foto mostra la regione centrale della nuvola molecolare Chamaeleon I, con ciuffi fumosi blu, punti luminosi e stelle lontane. Appena sotto di loro ci sono quattro stelle luminose, ognuna con i caratteristici picchi di diffrazione di Webb. Credits: NASA, ESA, CSA, M. Zamani (ESA), M. K. McClure (Leiden Observatory), F. Sun (Steward Observatory), Z. Smith (Open University), Ice Age ERS Team
Leggi l’articolo completo –> Il Webb svela importanti indizi sulla chimica dei ghiacci nelle nubi molecolari
Qualche mese fa, il JWST ci ha regalato un dettagliatissimo scatto dell’ammasso globulare M92 della Via Lattea, a 27.000 anni luce di distanza da noi. Questa è stata una delle prime osservazioni scientifiche di un programma per massimizzare il rendimento del telescopio.
La banda nera centrale, che salta subito all’occhio, è posta in corrispondenza del nucleo luminoso dell’ammasso, che è stato escluso per permettere l’analisi delle stelle più deboli e sparse ai bordi. Questo approccio consente di studiare il cosiddetto gradiente di densità stellare, ovvero come varia la densità delle stelle a seconda della distanza dal centro.
L’immagine si sovrappone ai dati del telescopio spaziale Hubble, permettendo di combinare le informazioni ottenute da entrambi i telescopi. Le lunghezze d’onda infrarosse di Webb sono ideali per osservare stelle deboli, e M92 è un obiettivo classico per studiare l’evoluzione stellare. Credits: NASA, ESA, CSA, A. Pagan (STScI)
Tra le molte foto scattate, il Webb è riuscito anche a immortalare un fenomeno molto raro: il preludio di una morte stellare, in un’esplosione di supernova. L’immagine, già visivamente molto bella, mostra la stella super luminosa e massiccia WR 124, circondata da una nebulosa di gas e polvere. Si trova a 15.000 anni luce di distanza, nella costellazione del Sagittario, ed è trenta volte più massiccia del Sole. Stelle come questa sono dette “stelle di Wolf-Rayet“: sono molto luminose, massicce e calde, e costituiscono il preludio allo stadio finale della vita di una stella di grande massa: l’esplosione in supernova.
La luce infrarossa rivela la presenza di polvere cosmica che si è formata dall’espulsione di gas da parte della stella. Questa polvere può avere un ruolo fondamentale nella formazione di stelle, pianeti e molecole che costituiscono la vita. La combinazione di dati provenienti da NIRCam e MIRI di Webb consente di studiare dettagliati della polvere cosmica e della nebulosa circostante. Credits: NASA, ESA, CSA, STScI, Webb ERO Production Team
Leggi l’articolo completo –> Il Webb ha fotografato un fenomeno raro: il preludio di una supernova
La prima osservazione di Urano da parte di Webb ha rivelato luminose caratteristiche atmosferiche e 11 dei 13 anelli del pianeta. Mostra Urano come un pianeta azzurro con una grande macchia bianca e nuvole evidenti, circondato da anelli verticali. Webb offre una visione nitida degli anelli uraniani, mai osservati così chiaramente in passato, se non con la sonda Voyager 2 e il M. Keck Observatory a Terra utilizzando ottica adattiva.
Urano ruota su un fianco, con 42 anni di luce solare e 42 anni di oscurità ai poli. Attualmente, il polo sud è nascosto nell’oscurità dello spazio. Webb rileva un leggero aumento di luminosità al centro della calotta polare visibile nell’immagine, che appare quando è estate al polo sud. Mette in luce anche altri punti bianchi, etichettati come nuvole presenti nell’atmosfera planetaria. Credits: NASA, ESA, CSA, STScI, Joseph DePasquale (STScI)
Combinando dati a raggi X, infrarossi e ottici si ottengono immagini talmente strabilianti da lasciare a bocca aperta. Immagini come quella sottostante, della galassia NGC 1672, che combina i dati dei telescopi Webb, Chandra, Hubble e Spitzer della NASA e XMM-Newton dell’ESA.
Mostrata frontalmente, questa galassia a spirale ha due bracci principali che si incurvano allontanandosi dalla brillante luce vorticosa al suo centro. Un braccio si estende verso la nostra parte inferiore sinistra, l’altro in alto a destra. Entrambi i bracci presentano un torbido ambiente blu e argento, e sono punteggiate da luminose stelle bianche e viola di varie dimensioni.
In questa galassia, classificata come una spirale “barrata”, i bracci non sembrano raggiungere il nucleo luminoso. Lo spazio attorno a esso è invece un vortice argento pallido di polvere e gas. Credits: raggi X: Chandra: NASA/CXC/SAO, XMM: ESA/XMM-Newton; IR: JWST: NASA/ESA/CSA/STScI, Spitzer: NASA/JPL/CalTech; Ottico: Hubble: NASA/ESA/STScI, ESO
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Il 25 giugno, Webb ha rivolto il suo sguardo nel vicino infrarosso verso Saturno. A questa lunghezza d’onda, il pianeta appare estremamente scuro a causa dell’assorbimento di luce solare da parte del gas metano nella sua atmosfera, ma i suoi anelli rimangono luminosi.
L’immagine è parte di un programma scientifico di Webb finalizzato alla ricerca di deboli lune attorno al pianeta e allo studio dei suoi anelli luminosi. In essa, è possibile osservare i dettagli del sistema di anelli di Saturno, nonché le lune Dione, Encelado e Teti. Gli anelli sono composti da frammenti rocciosi e ghiacciati di varie dimensioni, che vanno da granelli di sabbia a montagne terrestri.
Credits: NASA, ESA, CSA, STScI, Matt Tiscareno (SETI Institute), Matt Hedman (University of Idaho), Maryame El Moutamid (Cornell University), Mark Showalter (SETI Institute), Leigh Fletcher (University of Leicester), Heidi Hammel (AURA), J. DePasquale (STScI)
Tutte queste immagini, e le molte altre già arrivate, così come la scienza che permettono di fare, sono testimoni del lavoro costante di Webb, della sua ricerca quotidiana. Così come dell’impegno incessante dei team di tecnici, scienziati, ingegneri che raccolgono, riducono, analizzano i dati.
L’attività scientifica svolta finora dal Webb anticipa un futuro senza pari per la ricerca astronomica. Le prime immagini e scoperte ci hanno offerto e stanno offrendo uno sguardo affascinante su mondi lontani e misteriosi, aprendo la porta a nuove domande e rivelando la bellezza e la complessità del cosmo. Tuttavia, questo è solo l’inizio di una vera e propria avventura scientifica, un lungo viaggio che sta aprendo le porte a un Universo sempre più affascinante e misterioso da esplorare.
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