Il 2023 è stato un anno importante per l’astronomia. Ci sono state scoperte e molte novità, tra cui le prime immagini del telescopio spaziale Euclid dell’ESA, lanciato a luglio di quest’anno e progetto interamente europeo, che hanno lasciato tutti a bocca aperta.
Non solo Euclid però, sono diversi i telescopi spaziali attualmente in orbita, e periodicamente le agenzie spaziali di competenza si occupano di rilasciare le loro immagini. Molte di queste fotografie hanno uno scopo scientifico ben preciso, che non lascia spazio all’estetica della foto, altre invece riescono a unire questi due aspetti, donandoci un prezioso sguardo sulla bellezza del cosmo.
In questo articolo abbiamo raccolto alcune delle meravigliose immagini che nel 2023 sono riuscite a stupirci sia dal punto di vista scientifico, sia per la loro straordinaria bellezza.
L’ammasso di galassie del Perseo (Euclid)
Questa è stata la prima di cinque immagini rilasciate il 7 novembre, ottenuta in solo 5 ore di esposizione e composita di entrambi gli strumenti di Euclid, VIS e NISP. Grazie alla straordinaria risoluzione si possono contare circa 1000 galassie appartenenti all’ammasso di Perseo, un ammasso galattico tra i più massicci conosciuti, a 240 milioni di anni luce dalla Terra. Sullo sfondo sono presenti altre 100mila galassie, molte delle quali non erano mai state osservate prima di questa fotografia.
Immagini di questo tipo sono fondamentali per mappare la distribuzione delle galassie appartenenti all’ammasso e capire come la materia oscura abbia plasmato l’Universo. Secondo gli astronomi, infatti, gli ammassi di galassie simili a quello del Perseo si possono formare solo grazie al contributo gravitazionale della materia oscura.
Gli scienziati vogliono utilizzare questa immagine anche per analizzare la forma delle deboli galassie all’interno dell’ammasso e sullo sfondo. Le loro apparenti distorsioni, dovute ad un fenomeno chiamato lensing debole, ci diranno come la materia oscura è distribuita all’interno dell’ammasso. E non finisce qui, perché grazie allo studio della luce inter-ammasso sarà possibile risalire alla storia dell’ammasso e, quindi, a maggiori informazioni sulla materia oscura in esso contenuta.
La coppia di ammassi MACS0416 (James Webb e Hubble)
MACS0416 è un oggetto celeste composto da una coppia di ammassi di galassie in collisione, situato a 4.3 miliardi di anni luce dalla Terra. La NASA e l’ESA hanno rilasciato di recete questo scatto che immortala la fusione in corso di questi due ammassi. Per ottenerla sono state combinate la vista a infrarossi del telescopio spaziale James Webb e quella nel visibile di Hubble.
Grazie ai dati di entrambi i telescopi, l’immagine rivela un’incredibile ricchezza di dettagli. Comprende l’abbondanza di galassie all’interno dell’ammasso, riconoscibili perché più grandi, luminose e bianco-giallastre. Ma rivela moltissimi altri oggetti, fonti anche lontanissime, molto più rosse per via del redshift, fenomeno che si verifica quando la luce viene emessa da un oggetto in allontanamento.
Molte galassie, in particolare quelle molto lontane, le riusciamo ad osservare solo perché la loro luce è stata deviata e amplificata dalla gravità dell’ammasso in primo piano, per il fenomeno della lente gravitazionale.
Il resto di supernova SN 1006 (IXPE e Chandra)
SN 1006, a 6500 anni luce dalla Terra, è ciò che rimane a seguito di una supernova, una violenta esplosione cosmica. Questo evento potrebbe essere stato originato dalla fusione di due nane bianche, oppure da una nana bianca che ha strappato via massa dalla compagna binaria.
La supernova che l’ha originato fu visibile ad occhio nudo, e venne osservata nella primavera del 1006 d.C. da diversi osservatori dalla Cina, dal Giappone, dal Mondo Arabo, ma anche dall’Europa. Rimase visibile per circa tre anni, ed è tutt’ora considerato l’evento stellare più luminoso mai registrato nella storia.
Il telescopio spaziale IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) della NASA ha catturato le prime immagini a raggi X polarizzate del resto di questa supernova, denominato SN 1006. I dati ottenuti stanno permettendo di analizzare i complessi campi magnetici e la loro interazione con il flusso di particelle ad alta energia provenienti dall’esplosione stellare. L’immagine che vediamo qui è stata ottenuta combinando i dati del telescopio IXPE con quelli dell’osservatorio a raggi X Chandra della NASA.
L’ammasso globulare NGC 6397 (Euclid)
In questa immagine si può osservare l’ammasso globulare NGC 6397, il secondo più vicino alla Terra, a circa 7800 anni luce di distanza. Insieme ad altri ammassi globulari, composti da stelle particolarmente vecchie, orbita nel disco della Via Lattea, dove si trova la maggior parte delle stelle.
Hubble aveva già provato a studiare il nucleo di questo ammasso, ma per effettuare un indagine su tutta la sua struttura sarebbe stato necessario un tempo eccessivo. Euclid è riuscito a fotografare l’intero ammasso globulare in un’unica osservazione. La foto è stata realizzata con appena un’ora di esposizione, ma la cosa più incredibile è la capacità di Euclid di risolvere le stelle presenti nel nucleo dell’ammasso. Gli ammassi globulari, infatti, sono oggetti piuttosto complessi da fotografare, per via della loro conformazione. Il loro nucleo ha una densità stellare molto elevata, e spesso le stelle più luminose nascondono quelle più deboli.
Questa preziosa immagine consentirà agli astronomi di studiare le code di marea dell’ammasso, scie di stelle che si estendono ben oltre questo oggetto e sono causate da una precedente interazione con la Galassia. Se non verranno trovate code di marea, potrebbe esserci un alone di materia oscura che circonda l’ammasso globulare, impedendo alle stelle esterne di fuggire.
La nebulosa Anello (James Webb)
La nebulosa Anello, conosciuta anche come M57 o NGC 6720, è situata nella costellazione della Lira. La sua scoperta è attribuita a diversi scienziati nel corso del tempo, ma la prima registrazione nota risale al 1779, da parte degli astronomi Antoine Darquier de Pellepoix e Charles Messier. Il colorato anello principale è composto da gas espulso dalla stella morente al centro della nebulosa. Questa stella sta per diventare una nana bianca, un corpo molto piccolo, denso e caldo, lo stadio evolutivo finale per una stella come il Sole.
La nuova immagine ottenuta con la NIRCam del James Webb mostra i dettagli intricati della struttura dell’anello interno, mentre quella scattata con MIRI rivela la presenza di strutture simili ad anelli concentrici nelle regioni esterne.
L’anello luminoso che dà il nome alla nebulosa è composto da circa 20 mila singoli ammassi di idrogeno molecolare, ognuno dei quali massiccio quanto la Terra. All’interno dell’anello è stata osservata la presenza di idrocarburi policiclici aromatici (IPA), molecole complesse contenenti carbonio che non ci si aspetterebbe di trovare in nebulose di questo tipo.
Il complesso di nubi Rho Ophiuchi (James Webb)
Questa coloratissima immagine del James Webb ritrae una piccola regione di formazione stellare nel complesso di nubi Rho Ophiuchi, a 390 anni luce da noi. Si tratta di un vasto sistema di nubi molecolari e oscure situato nella costellazione di Ofiuco. La regione è particolarmente interessante perché ospita una grande quantità di giovani stelle in formazione. Le nubi molecolari, infatti, sono regioni fredde e dense di gas e polveri cosmiche, che possono collassare sotto l’influenza della gravità, dando origine alla formazione di nuove stelle.
Rho Ophiuchi è un vivaio stellare relativamente piccolo e tranquillo. Tra le molte sfumature, getti rilasciati da giovani stelle attraversano l’immagine, impattando sul gas interstellare circostante e illuminando l’idrogeno molecolare, mostrato in rosso. Questi getti si verificano quando una stella emerge per la prima volta attraverso il suo involucro natale di polvere cosmica.
La regione contiene circa 50 giovani stelle, tutte simili in massa al Sole o più piccole. Le aree più scure sono le più dense, dove la polvere avvolge le protostelle ancora in formazione. Alcune di esse mostrano l’ombra rivelatrice di un disco circumstellare, ovvero il disco di gas e polvere che circonda la stella e che potrebbe costruire un futuro sistema planetario.
La galassia NGC 1672 (Chandra, XMM-Newton, James Webb, Spitzer, Hubble)
Combinando dati a raggi X, infrarossi e ottici si ottengono immagini talmente strabilianti da lasciare a bocca aperta. Una di queste è l’immagine della galassia NGC 1672, che combina i dati dei telescopi Webb, Chandra, Hubble e Spitzer della NASA e XMM-Newton dell’ESA.
NGC 1672 è una galassia a spirale barrata, ovvero una spirale dal cui rigonfiamento centrale si dipartono due prolungamenti di stelle che ricordano una barra. Si trova nella costellazione del Dorado, a 36 milioni di anni luce dalla nostra Via Lattea, ed è particolare perché ha due bracci a spirale molto aperti e corti rispetto alla barra centrale.
In questa immagine composita, la radiazione ad alta energia immortalata da Chandra proviene da oggetti compatti, come stelle di neutroni e buchi neri, che estraggono materiale dalle stelle compagne o dai resti di stelle esplose. Questi oggetti sono di colore violetto.
Hubble si è occupato di fotografare la polvere e il gas illuminati dalle stelle, mentre Webb, nell’infrarosso, riesce a guardare attraverso la polvere. Proprio grazie alla vista di questo telescopio spaziale, si riescono a scorgere i dettagli anche nelle zone più luminose.
La pioggia coronale (Solar Orbiter)
Nella primavera 2022, il Solar Orbiter (SolO) dell’ESA si è avvicinato moltissimo al Sole, a una distanza di “soli” 49 milioni di km (un terzo della distanza Terra-Sole). Ciò ha consentito di raggiungere la migliore risoluzione spaziale mai ottenuta della corona solare.
I dati di quelle osservazioni hanno rivelato un fenomeno mai visto prima sul Sole, simile alla caduta delle meteore infuocate nell’atmosfera terrestre. Si tratterebbe di un processo noto come pioggia coronale, in cui una parte del materiale incandescente del Sole si aggrega e poi precipita nella corona a causa di improvvisi cali di temperatura.
Pur non essendo acqua, la pioggia coronale si origina da un processo di condensazione, proprio come la pioggia terrestre. La corona, la parte più esterna dell’atmosfera del Sole, è formata da gas a temperature di milioni di gradi. I rapidi abbassamenti di temperatura producono grumi superdensi di plasma che raggiungono i 250 chilometri di larghezza. Queste palle infuocate, dopo essersi formate nella parte alta della corona, precipitano giù verso il Sole con una velocità di oltre 100 chilometri al secondo, a causa dell’intensa gravità.
Gli impatti della pioggia coronale non erano mai stati osservati finora. Le osservazioni del Solar Orbiter hanno rivelato che questo processo può produrre una breve e forte luminosità, generando un’ondata di materiale che si innalza verso l’alto. A seguito di questi eventi, si generano onde d’urto che riscaldano il gas sovrastante.
Urano (James Webb)
NASA, ESA, CSA, STScI
Il James Webb ha recentemente immortalato Urano scattando una meravigliosa fotografia in infrarosso, utilizzando la NIRCam. Questa immagine ci mostra il pianeta in una veste differente rispetto a come siamo abituati a vederlo. Si può vedere distintamente una calotta polare stagionale di Urano e caratteristiche atmosferiche, tra cui alcune tempeste. Ben definiti sono poi gli anelli interni ed esterni di Urano, incluso l’anello Zeta, il più debole e diffuso e il più vicino al pianeta.
Con lo sguardo ad altissima risoluzione e grazie alla sensibilità nell’infrarosso di Webb, gli scienziati hanno la possibilità di osservare Urano e le sue caratteristiche uniche con una chiarezza mai raggiunta prima. L’infrarosso permette di rivelare nuove informazioni sulle variazioni climatiche del pianeta e sul dinamismo della sua atmosfera, utili a migliorare i modelli di Urano.
Inoltre, alcune caratteristiche atmosferiche o strati di gas possono essere più evidenti nell’infrarosso rispetto alla luce visibile. Ciò può rivelare dettagli o fenomeni altrimenti nascosti dalle osservazioni ottiche, e permette anche di penetrare attraverso gli strati superiori delle nubi per studiarne la struttura più interna. Questi dettagli, in particolare del vicino anello Zeta, saranno preziosi per pianificare eventuali future missioni su Urano.
