Anteprima mondiale James Webb

Il Deep Field del telescopio spaziale James Webb sull'ammasso di galassie SMACS 0723
La prima spettacolare immagine del telescopio spaziale James Webb. Il Deep Field dello strumento ad infrarossi NIRCam, ritrae in primo piano l’ammasso di galassie SMACS 0723, che funge da lente gravitazionale permettendo la visione della galassie dietro di esso. Credit: NASA

“E’ davvero emozionante !”
Credo di aver detto una cosa del genere, ieri in piena notte, quando ho visto l’immagine sulla mia TV. Non credo ci siano parole migliori per descrivere lo spettacolo che ci ha regalato la prima immagine James Webb Space Telescope, rilasciata in anteprima mondiale. Le aspettative erano alte e l’anticipazione, davvero molto gradita dalla miriade di appassionati che ieri seguiva l’evento in diretta sul canale live della NASA, non ha tradito le attese.

L’importanza e la portata storica dell’evento era ovviamente sentita anche da parte delle agenzie spaziali che hanno cooperato all’intero progetto: NASA, ESA e CSA. Tanto è vero che la presentazione in pompa magna ha coinvolto anche la Casa Bianca, con l’intervento prima della vice presidente Kamala Harris, poi del presidente Joe Biden, che ha svelato in anteprima l’immagine.

Cosa stiamo guardando ?

E’ davvero complesso rispondere in poche parole, ma potremo semplificare dicendo un intera distesa di galassie li dove di solito vediamo buio. Solo questa immagine, con questa strabiliante definizione, basta per poter scrivere o parlare di cosmo per ore. La quantità d’informazioni che possiamo ricavare da uno scatto del genere è enorme. A me è richiesto l’onere della sintesi e della facilità di comprensione. Proviamoci. Come vi avevamo già anticipato, stiamo osservando le prime 5 immagini catturate dal nuovissimo telescopio in orbita ad un 1 milione di km da noi.

L’immagine rilasciata in anteprima mondiale, scattata ad infrarossi, ripresa dalla NIRCam (Near-Infrared Camera) di James Webb, ritrae l’ammasso di galassie SMACS 0723. La fotografia è un insieme di riprese eseguite a varie lunghezze d’onda nell’infrarosso, per un totale di circa 13h di lavoro complessivo. L’immagine è stata poi rielaborata a colori partendo da tre intervalli di frequenza ed assegnando ad ognuno i colori primari RGB. Per comprendere il primo vantaggio del nuovo telescopio basti pensare che la stessa porzione di cosmo ripresa Hubble, ha richiesto settimane di esposizione con una risoluzione finale molto più scadente. L’elevata risoluzione permette riprese nettamente più rapide rispetto ai telescopi della scorsa generazione.

Una stella della via Lattea.
Una stella della via Lattea. Credit: NASA

L’esplosione di galassie nella foto è il primo campo profondo (Deep Field) di James Webb. Per comprendere la porzione di cosmo che stiamo osservando, dobbiamo prendere un granello di sabbia tra due dita, stendere tutto il braccio davanti a noi ed infine guardare il granello di sabbia. Quella è la porzione di cosmo ripresa nella foto rispetto alla totalità della sfera celeste ! Un punto infinitesimale del cosmo che ci avvolge. Ovviamente gli oggetti che osserviamo in questo cono di visione, sono tutti a profondità diverse. Alcuni più vicino altri molto lontani.

Procedendo per gradi, gli oggetti più vicini, sono quelle stelle luminose con l’effetto stellato (flare in fotografia). Quelle sono stelle della nostra galassia, la Via Lattea. Sono molto vicine a noi e sono capitate per caso nella fotografia. Per fare un esempio immaginate di essere un fotografo con un potente zoom che deve riprendere un soggetto dall’altro lato di una piazza affollata. Le stelle sono appunto, persone di passaggio nell’immagine. I flare intorno a queste stelle, sono generati dalla forma esagonale degli specchi che compongono lo specchio principale del telescopio. La linea orizzontale nel flare è un effetto ottico dato dalla forma dello specchio secondario.

Un salto indietro nel tempo

Il vero soggetto della foto ripresa da James Webb, rilasciata in anteprima mondiale ieri notte è in realtà l’ammasso di galassie SMACS 0723. Nella fotografia sono quei globuli luminosi bianchi al centro, molto intensi, circondati da quella leggera nebbiolina biancastra. Stiamo guardando come si presentava questo ammasso, 4,6 miliardi di anni fa. E’ il tempo che ha impiegato la luce per raggiungere James Webb e scattare questa foto. Il punto interessante di questa immagine è che questo enorme ammasso di galassie e materia oscura è così pensate da curvare il tessuto spazio-tempo.

La distorsione di una galassia primordiale dovuto all'effetto della lente gravitazione creato dall'ammasso di galassie SMACS 0723.
La distorsione di una galassia primordiale dovuto all’effetto della lente gravitazione creato dall’ammasso di galassie SMACS 0723. Credit: NASA

La curvatura influenza i fotoni emessi dalle galassie dietro a SMACS 0723. Infatti tutte le galassie, che nella foto vediamo distorte ed ingrandite intorno all’alone biancastro, sono fisicamente dietro all’ammasso. SMACS 0723 è stato scelto appositamente dai ricercatori per poter sfruttare il fenomeno della lente gravitazionale. La galassia nella foto (sopra) è fisicamente dietro l’ammasso e la sua immagine è spostata rispetto alla sua posizione reale. Ha probabilmente un età di 13 miliardi di anni ed è quindi l’immagine di una galassia formatasi poche centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang. Questo non solo conferma a distanza di 100 anni la teoria della relatività di Einstein, ma stiamo guardano un immagine molto prossima alla creazione dell’Universo.

Nello specifico, non sono due galassie ma l’immagine della medesima distorta in due punti, come si può notare dai i piccoli particolari della struttura interna. Il punto specifico della bolla (il triangolo formato dai tre ammassi stellari luminosi a destra) ha creato questo sdoppiamento d’immagine.

La definizione dell’anteprima mondiale di James Webb

Il dettaglio delle immagini è a dir poco commovente ed è questo il secondo punto di forza del telescopio da 10 miliardi di dollari. Il livello è così alto, da poter facilmente scovare all’interno di galassie lontanissime, gli ammassi stellari sviluppati al loro interno. Nell’ingrandimento riportato in basso, per ogni oggetto cosmico in primo piano si possono notare dei piccoli puntini bianchi e le loro strutture.

La galassia in basso a destra, ha una colorazione tendente al rosso. A seconda della colorazione possiamo intuire quanto stiamo tornando indietro nel tempo e quindi quanto questi oggetti sono distanti da noi. Questa galassia in particolare è lontana decine di miliardi di anni luce da noi, eppure siamo in grado di identificarne forma, dimensione, bracci galattici, con tanto di centri galattici ed ammassi stellari al loro interno. Niente prima d’ora ci ha permesso di osservare l’Universo con così tanta precisione.

Un ingrandimento della prima foto di James Webb. Un gruppo di galassie a varie distanze.
Un ingrandimento della prima foto di James Webb. Un gruppo di galassie a varie distanze. Credit: NASA

Per concludere, il lettore tenga presente, che per scrivere l’articolo si sono prese ad esempio solo piccole regioni della foto. L’intera fotografia è un pozzo di conoscenza dovuto all’enorme varietà di oggetti cosmici catturati in foto. Osservando con attenzione, si possono scorgere quasi tutti i tipi di galassie, ma non solo. Man mano che la foto verrà studiata nel dettaglio, saranno catalogate nuove galassie, nuove quasar, nuovi oggetti mai osservati prima. Da oggi la nostra capacità di sondare l’Universo è diventata esponenzialmente più potente.

E questa è solo la prima immagine.
Attendiamo con ansia il resto che verrà presentato oggi pomeriggio alle 15, ora italiana.

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