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Immaginate di poter vedere, improvvisamente, proprio davanti ai vostri occhi, le prime stelle e le galassie più antiche…

Verrebbe da chiedersi se abbiamo davanti la sceneggiatura di un episodio inedito di una delle saghe televisive e cinematografiche più amate, “Star Trek”, dove l’equipaggio dell’Enterprise, questa volta, si ritrova impegnato in un rocambolesco viaggio nel passato alla scoperta delle origini dell’universo… ed invece no, siamo nel 2022 e stiamo parlando non di fantascienza, ma di pura realtà.

Si tratta della missione del Telescopio Spaziale James Webb, nato dalla collaborazione internazionale tra l’Agenzia spaziale statunitense (Nasa), l’Agenzia Spaziale Europea (Esa) e l’Agenzia spaziale canadese (Csa), che dall’11 Luglio ha iniziato a svolgere il suo incarico ufficiale di osservare galassie la cui luce ha viaggiato per quasi tutta l’età dell’Universo prima di giungere a noi.

Secondo l’esperto Adriano Fontana, responsabile della divisione nazionale abilitante dell’astronomia ottica ed infrarossa dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf), il James Webb “è con ogni probabilità il satellite astronomico più complesso che sia mai stato lanciato nello spazio”, con strumenti “straordinariamente sofisticati” che “stanno funzionando perfettamente”; come si evince dalle immagini diffuse. “Che un oggetto così complesso funzioni perfettamente a 1,5 milioni di chilometri dalla Terra ed alla temperatura di soli 40 gradi dallo zero assoluto” (che nelle unità di misura del Sistema internazionale corrisponde a 0 Kelvin, equivalenti a -273,15°C) “è davvero uno straordinario risultato tecnologico” grazie al quale “possiamo sperare di vedere l’universo come era poco tempo dopo il Big Bang, tra 100 e 300 milioni di anni dopo, quando le sue prime stelle si formavano nelle galassie che si affacciavano sull’universo giovane”. Dati che, assieme ad altri analoghi, consentiranno non solo di esaminare, nel dettaglio, come si sono formate le prime galassie, ma anche di “studiare il mistero della materia oscura che domina l’ambiente dell’ammasso”.

Sempre secondo l’esperto, “le capacità del James Webb sono molte volte superiori a quelle che qualsiasi telescopio da terra può ottenere oggi o nel prossimo futuro”. Qui sotto potete vedere, a titolo di esempio, la comparazione tra i telescopi spaziali Webb ed Hubble (clicca sull’immagine per ingrandirla):

Il Webb si compone di due parti fondamentali: lo specchio (composto da 18 specchi esagoni di berilio rivestiti in oro, 7 volte la superfice dell’Hubble) ed il corpo della sonda (che si compone di un’antenna per le comunicazioni, pannelli solari per ricaricare le batterie, propulsori per orientare il telescopio ed uno scudo riflettente composto da 5 fogli isolanti di Kapton dell’ampiezza di un campo da tennis volti ad evitare che le radiazioni del Sole, della Terra e della sonda stessa scaldino il telescopio e interferiscano con i sensibilissimi strumenti), ed è il risultato del lavoro di circa 20mila persone fra scienziati, ingegneri e burocrati; vantando peraltro un “papà” d’eccezione: il fisico premio Nobel John Mather della Nasa.

Un progetto partito nel 1996 il cui lancio, sebbene previsto per il 2007, in realtà avvenne a fine 2021 (più precisamente il 25 dicembre) dallo spazioporto di Arianespace a Kourou, nella Guiana Francese, con ben 14 anni di ritardo dovuti all’estrema complessità del progetto ed un costo che, dai 500 milioni di dollari previsti inizialmente, ha finito per lievitare fino a circa 10 miliardi di dollari; secondo quanto riportato da Andrea Aparo von Flüe su IlFattoQuotidiano.it.

Il video seguente mostra la sequenza nominale delle complesse operazioni di dispiegamento del Webb, orchestrata da remoto dagli ingegneri nelle ore e nei giorni immediatamente successivi al lancio:

Il telescopio Webb raccoglie la luce con una superficie grande circa 6 volte quella dell’Hubble; osservando nelle frequenze che vanno dal rosso visibile al medio infrarosso (0.6–28.3 μm). Infatti, i suoi “occhi” hanno una visione a raggi infrarossi, con il grande vantaggio di riuscire ad addentrarsi nelle nuvole di polvere cosmica all’interno delle quali nascono le stelle, catturando così molte immagini per ognuno dei cinque bersagli dei suoi strumenti; dei quali l’Esa ha fornito il NIRSpec e il 50% del Miri.

Nella prima immagine catturata dalle sue telecamere, resa pubblica durante una conferenza stampa del presidente degli Stati Uniti Joe Biden iniziata dopo la mezzanotte del 12 luglio scorso, sono visibili una miriade di stelle e galassie che si trovano ad una distanza di 13,5 miliardi di anni luce dalla Terra. Considerato il tempo che la luce emessa da questi corpi impiega per raggiungerci, il telescopio ha mostrato gli oggetti cosmici come apparivano ben 13,5 miliardi di anni fa.

Dopo la prima foto, sono stati presentati e commentati 16 nuovi scatti in una conferenza organizzata dalla Nasa dove scienziati, astronomi ed esperti hanno raccontato, alternandosi, le incredibili capacità del telescopio spaziale. Ne potete vedere alcuni qui di seguito (clicca sulle immagini per ingrandirle):

Andrea Aparo von Flüe su IlFattoQuotidiano.it riassume, nel modo seguente, i quattro obiettivi di ricerca del Webb:

• 1) captare la luce delle prime stelle che si sono formate dopo il Big bang;
• 2) studiare le galassie e il loro processo di formazione;
• 3) comprendere la formazione e l’evoluzione delle galassie;
• 4) studiare i sistemi planetari e l’origine della vita.

Sarà un’attività di ricerca congiunta, quindi condivisa e dal potenziale decisamente più vasto del singolo contributo, sebbene pur sempre non priva di ostacoli. Lo dimostra il fatto che, a meno di 6 mesi dal suo lancio, il telescopio è stato colpito da un micrometeorite. L’impatto è avvenuto tra il 23 e il 25 maggio scorso, lo riporta la Nasa, ed ha riguardato uno dei suoi 18 specchi esagonali, ma nonostante il colpo sia stato più pesante del previsto, si ritiene che non avrà gravi conseguenze perchè il telescopio è stato costruito per resistere a questo tipo di eventi. Tanto che la sua missione è proseguita come previsto, dando le prime immagini di alta qualità secondo le attese; ossia il 12 luglio.

Concludiamo con un “autoritratto” del Webb, che ci propone qui una sorta di “selfie” dello specchio del telescopio: ingenua vanteria di un “giovane esploratore”, oppure consapevolezza da “influencer 4.0”? Comunque sia, un futuro di meravigliose scoperte si prospetta proprio dietro l’angolo! 🙂

Se volete vedere le prime immagini del Webb, cliccate qui. 

Fonti inconografiche e testuali:

• 18 Results for Set: “Webb First Images” in Images, ESA – The European Space Agency
• Webb’s First Images, Esa
• Webb Space Telescope, Nasa
• “First Images from the James Webb Space Telescope”, Nasa
• NASA’s James Webb Space Telescope, Flickr
• Dal telescopio Webb le immagini che svelano l’alba dell’universo DIRETTA DALLE 15,45, Ansa, 12-07-2022
• Galassie che brillano vicine, ecco la prima immagine di Webb, Ansa, 12-07-2022
• Lanciato il telescopio James Webb, a caccia delle prime galassie, Ansa, 27 dicembre 2021
• Colpito da un micrometeorite il telescopio spaziale James Webb, Ansa, 12 giugno 2022
• 30science per Il Fatto, Ecco perché queste immagini ci confermano che “da qualche parte qualcosa di incredibile attende di essere conosciuto”, IlFattoQuotidiano.it, 12-07-2022
• 30science per Il Fatto, “La prima foto del telescopio Webb: stelle e galassie distanti 13,5 miliardi di anni luce, mostra le fasi iniziali dell’Universo, IlFattoQuotidiano.it, 12-07-2022
• Andrea Aparo von Flüe, James Webb Space, il telescopio dovrà scoprire l’origine della vita ma non definitelo ‘miracoloso’, IlFattoQuotidiano.it, 12-07-2022
• Andrea Parlangeli, Con il James Webb Telescope vedremo come tutto cominciò, Focus.it, 25 dicembre 2021 
• Che cos’è e come è fatto il James Webb Space Telescope, Focus.it, 25 dicembre 2021
• La primissima foto del telescopio James Webb, Focus.it, 2 luglio 2022
• Franco Severo, Sotto lo zero assoluto, Focus.it, 10 Gennaio 2013
• P.Sol., Un ammasso di galassie: ecco la prima immagine dai confini dell’Universo, Il Sole 24 Ore, 11-07-2022
• James Webb Space Telescope Deployment Sequence (Nominal), YouTube
• James Webb osserva Quintetto di Stephan, cinque galassie di cui quattro lontane 290 milioni di anni luce, Notizie scientifiche .it, 12-07-2022
• James Webb fotografa bordo di strano ammasso stellare nella Nebulosa della Carena lontano 7600 anni luce, Notizie scientifiche .it, 12-07-2022
• Rob Garner, NASA’s Webb Sheds Light on Galaxy Evolution, Black Holes, Nasa, Last Updated: Jul 13, 2022
• Webb reveals “Cosmic Cliffs” – a glittering landscape of star birth, ESA, 12/07/2022
• Webb sheds light on galaxy evolution, black holes, ESA, 12/07/2022
• Webb’s First Deep Field (MIRI and NIRCam Images Side by Side), Esa

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ENGLISH VERSION:

The Dawn of the Universe Is Showing Off by the Webb Space Telescope

“All of a sudden, ancient galaxies and the earliest stars began appearing in front of us…”

Is that based on an unpublished script for the famous Star Trek cult TV/movie series? Well, at first glance, it could be actually another amazing plot where the USS Enterprise’s crew is just ready to undertake an exciting adventure where rolling back the years to the origin of the universe, couldn’t it?

However, now it’s quite the case to say: “When reality exceeds imagination…”!

In fact, notwithstanding the science-fictional premises, now we are going to talk about the Nasa’s James Webb Space Telescope, a partnership with ESA (European Space Agency) and CSA (Canadian Space Agency) marking the dawn of a new era in astronomy, definitely. As a matter of fact, Webb’s mission is “unfolding the infrared universe”; that is observing faraway galaxies whose light has traveled as long as the age of the universe to come here.

As a matter of fact, the supervisor of the “divisione nazionale abilitante dell’astronomia ottica ed infrarossa dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf)” Adriano Fontana describes the Webb Space Telescope as being probably the most complex astronomical satellite to have been launched into space; thus having been made by perfectly-functioning sophisticated tools for sending iper-detailed pictures here on Earth. “What an extraordinary outcom! Such a complex object is working perfectly, notwithstanding it’s being 1,5 million kilometers away from the Earth at a temperature of only 40 degrees from absolute zero” he said. Well, you must keep in mind that, by international agreement, the absolute zero is taken as −273.15 degrees on the Celsius scale, which equals −459.67 degrees on the Fahrenheit scale.

Fontana goes on saying that: “Thanks to this project, we hope to see the Universe as it was between 100-300 milion years after the Big Bang, that is just when the first stars had been taking shape into galaxies”, so that “collecting important data which will be essential to examine in detail how the first galaxies was formed, as well as what dark matter and black holes are; thus unveiling their mysteries”. 

In conclusion, Fontana claimed that “Webb Telescope is definitely higher than any other current telescope, as well as than anyone is going to be built in the near future“. Just to have an idea about how powerful the Webb is, actually, in the Italian version you can find a comparison between Webb ed Hubble Space Telescopes; so that pointing out the differences between them .

As far as the characteristics of the Webb, it’s made up of two basic parts: the first one is the mirror, composed of 18 gold-coated exagonal beryllium mirrors (which is seven times bigger than Hubble), while the second one is the probe’s body, made up of 4 important elements: aerial (communication), solar panels (charging batteries), engines (positioning the telescope) and a reflecting shield (consisting of 5 insulating Kapton sheets as wide as a tennis court having the aim to avoid both, the radiations coming from the Sun as well as the ones coming from both, the Earth and the probe itself; so that preventing its overheating and avoiding interferences in the meantime). On top of it all, about 20.000 people were needed to built such hi-tech treasure, from scientists to engineers up to bureaucrats as well; together with an exceptional “father”: the Nasa’s physicist and Nobel Prize winning John Mather.

The Webb‘s project started in 1996. However, the launch took place in the spaceport of Arianespace (Kourou, French Guiana) in 2021, that is 14 years later what was planned before. The project was really expensive, as the original cost of 500 mln dollars in fact increasing up to 10 billion dollars (according to what Andrea Aparo von Flüe reported on IlFattoQuotidiano.it) due to its exceptional complexity. Furthermore, its surface picks up 6 times more light than Hubble, hence observing frequencies from visible red to average infrared thermography data (0.6–28.3 μm). Practically, Webb‘s cameras capture infrared rays, thus even penetrating into the cosmic-dust clouds where stars arise; so that shooting many pictures portraing each of its five target (Esa gave NIRSpec and the 50% of Miri).

In the Italian version, you can see a nice video showing you the nominal sequence for the complex deployments that engineers on the ground had remotely orchestrated in the hours and days immediately after the launch of the Webb.

The first image ever captured by the Webb‘s cameras was relased on the 12th of July, 2022, during a press conference by the USA President Joe Biden starting after midnight. Countless stars and galaxies being 13,5 billion light years far away from the Earth are definitely showing off on it, thus revealing how these ones appeared 13,5 billion years ago.

Then, eighteen pictures would have been released and analyzed a few days after, during a Nasa’s conference where scientists, astronomers and other specialists explained how brilliant that space telescope is (you can see some of them in the Italian version – click on them to enlarge).

As far as the aims of that hi-tech telescope, Andrea Aparo von Flüe (IlFattoQuotidiano.it) outlined the following 4 targets for it:

• picking up the light coming from the first stars forming just afterwards the Big Bang;
• studying galaxies and their formation;
• understanding galaxies formation and evolution;
• studying planetary systems and the origin of life.

Therefore, all things considered, the mission of the James Webb Space Telescope is a joint study with all the makings; notwithstanding its being neither easy nor free of obstacles. As a matter of fact, it was already hit by a micrometeorite in less than six months after launch. According to Nasa, the impact took place between 23-25 last May, thus concerning one of its 18 hexagonal mirrors. However, any serious consequence is expected, as it was built to easely overcome this kind of events. Afterall, it has been going on exactly as it was planned for locations and date of issue up to now.

To conclude, here is a nice self-portrait showing a sort of “selfie” where the mirror of the Webb is just protagonist. Well, it could be the “naive boasting” of a young explorer, or maybe even the awarness of a 4.0 influencer instead…anyway, it seems that a brilliant future of amazing discoveries is just around the corner! 🙂

If you want to see the Webb‘s first images released by Nasa, please click here.

Sources and pictures: please, see the Italian version.