Le prime straordinarie immagini del telescopio spaziale James Webb della NASA sono stati presentati questa settimana, ma il viaggio alla scoperta dello spazio è appena iniziato. Ecco uno sguardo a due primi progetti che utilizzeranno i potenti strumenti dell'osservatorio orbitante.
Una delle grandi promesse del telescopio è la sua capacità di studiare la prima fase della storia cosmica, subito dopo il Big Bang 13,8 miliardi di anni fa. Più gli oggetti sono lontani da noi, più tempo impiega la loro luce per raggiungerci, e quindi, scrutare nell'universo lontano significa scrutare nel lontano passato.
Mentre le galassie odierne hanno una forma a spirale o ellittica, i primi elementi costitutivi erano "grumosi e irregolari" e Webb dovrebbe rilevare stelle rosse più vecchie più simili al nostro Sole che erano invisibili al telescopio spaziale Hubble.
L'astronomo Dan Coe dello Space Telescope Science Institute, specializzato nell'universo primordiale, ha due progetti Webb: le osservazioni di una delle galassie più lontane conosciute, MACS0647-JD, che ha scoperto nel 2013, e Earendel, la stella più lontana mai scoperta. scoperto nel marzo di quest'anno.
Mentre il pubblico era affascinato dalle straordinarie immagini a infrarossi di Webb, mentre la luce dallo spazio profondo si estendeva a queste lunghezze d'onda mentre l'universo si espandeva, gli scienziati erano ugualmente affascinati dalla spettroscopia. L'analisi dello spettro di luce di un oggetto rivela le sue proprietà, tra cui temperatura, massa e composizione chimica, essenzialmente forensi per l'astronomia. La scienza non sa ancora che aspetto avranno le prime stelle, che probabilmente iniziarono a formarsi 100 milioni di anni dopo il Big Bang.
"Potremmo vedere cose molto diverse", ha detto Coe, "le cosiddette stelle di 'Popolazione III', che si prevede siano molto più massicce del nostro Sole e 'intatte', cioè fatte interamente di idrogeno ed elio. Alla fine, sono esplose come supernove, contribuendo all'arricchimento chimico dello spazio che ha portato alla formazione delle stelle e dei pianeti che vediamo oggi. Alcuni dubitano che queste stelle incontaminate verranno mai trovate, ma ciò non impedirà alla comunità astronomica di provarci".
Gli astronomi hanno guadagnato tempo sul Webb sulla base di un processo di selezione competitivo aperto a chiunque, indipendentemente da quanto siano avanzati nella loro carriera. Olivia Lim, una studentessa di dottorato all'Università di Montreal, ha solo 25 anni. "Non ero nemmeno nata quando la gente ha iniziato a parlare di questo telescopio", ha detto all'AFP. Il suo scopo: osservare pianeti rocciosi delle dimensioni della Terra in orbita attorno alla stella del sistema Trappist-1. Si trovano così vicini l'uno all'altro che dalla superficie di uno di essi si può vedere chiaramente come gli altri appaiono nel cielo. "Il sistema Trappist-1 è unico", spiega Lim. "Quasi tutte le condizioni sono favorevoli per la ricerca della vita al di fuori del nostro sistema solare".
Inoltre, tre dei sette pianeti di Trappist-1 si trovano nella "zona abitabile" di Riccioli d'oro, né troppo vicini né troppo lontani dalla loro stella, il che consente loro di mantenere la giusta temperatura per l'acqua liquida sulla loro superficie. Il sistema dista "solo" 39 anni luce e possiamo vedere i pianeti passare davanti alla loro stella. Ciò consente di osservare il calo di luminosità causato dall'attraversamento della stella e di utilizzare la spettroscopia per determinare le proprietà dei pianeti. Non è ancora noto se questi pianeti abbiano atmosfere, ma Lim vuole scoprirlo. In tal caso, la luce che passa attraverso queste atmosfere verrebbe "filtrata" attraverso le molecole che contengono, lasciando tracce per il Webb. Il jackpot rileverebbe la presenza di vapore acqueo, anidride carbonica e ozono.
Trappist-1 è un obiettivo così importante che anche molti altri gruppi scientifici hanno avuto il tempo di osservarli. Trovare tracce di vita lì, se esistono, richiederà ancora tempo, ha detto Lim. Ma "tutto ciò che stiamo facendo quest'anno è un passo davvero importante verso quell'obiettivo finale".
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