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| JAMES WEBB SPACE TELESCOPE - GODDARD SPACE FLIGHT CENTER |
Pronti per "vedere" l'Universo neonato
Cari ragazzi è sempre stato affascinante parlare dell'Universo, ma mai come in questo periodo, in cui i progressi dell'astrofisica ci permettono
di dare risposte a domande "ai confini della realtà"! In questo approfondimento, infatti, andremo a scoprire come gli scienziati riescono a
capire quello che è successo "poco dopo" il Big Bang.
La missione Planck Surveyor nel 2013 ha stimato che l'età
del nostro Universo è 13,8 miliardi di anni. Il tempo e lo spazio hanno avuto origine con il Big Bang proprio 13,8 miliardi di anni fa.
Tuttavia, ci sono voluti centinaia di milioni di anni prima che le stelle si formassero e dopo 400 milioni di anni comparve la prima galassia.
Nello stesso periodo si formarono anche i primi quasar (QUASi-stellAR radio source, sorgente radio quasi stellare).
Questi sono oggetti misteriosi. Sono molto antichi, luminosi e alimentati dalla materia che cade in buchi neri supermassicci.
Il quasar più antico
risale a 680 milioni di anni dopo il Big Bang. Essendo così luminosi sono visibili a distanze enormi e per esserlo devono essere alimentati
da buchi neri con una massa pari a miliardi di volte quella del Sole. La domanda, allora, è: come si sono potuti formare questi buchi
neri supermassicci solo poche centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang? Infatti, abbiamo studiato che i buchi neri sono lo stadio finale
dell'evoluzione di una stella massiccia e si originano dal collasso gravitazionale di queste stelle dopo l'esaurimento del combustibile nucleare. L'evoluzione
di una stella fino alla formazione di un buco nero non avviene, però, in milioni, ma in miliardi di anni. Come si sono formati, allora, questi
buchi neri primordiali?
| Webb Telescope Tested for Space, Ready for Science |
Gli scienziati hanno ipotizzato che questi buchi neri "mostro" si siano formati rapidamente dopo il Big Bang
direttamente dal collasso di nubi di gas e
non dalla morte di stelle. Questa ipotesi è nota come DCBH: direct-collapse black hole.
Nelle giuste condizioni i buchi neri da collasso
diretto si sarebbero potuti formare poche centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang a partire da nubi di 104 - 105 masse solari
e sarebbero potuti arrivare facilmente a masse di 109 - 1010 volte quella del Sole. Come verificare un'ipotesi di questo tipo?
Nel 2019 verrà lanciato in orbita il
James Webb Space Telescope (JWST) che sarà il successore di Hubble.
Si tratta di un progetto sviluppato dalle agenzie spaziali americana,
europea e canadese, dal costo di quasi 9 miliardi di dollari. Il JWST è stato progettato tenendo conto dei risultati ottenuti con Hubble e
studierà il cosmo principalmente nell'infrarosso,
diversamente da Hubble che, invece, ha fatto osservazioni soprattutto nel visibile e nell'ultravioletto. Il nuovo telescopio,
cioè, guarderà l'Universo con "occhi diversi", captando frequenze diverse.
Gli scienziati useranno il JWST per rilevare le tracce della presenza di questi buchi neri "obesi" nell'Universo primordiale.
Secondo la teoria DCBH, infatti,
questi oggetti dovrebbero avere una traccia spettrale molto caratteristica nella zona dell'infrarosso,
quella che sarà osservata dal nuovo telescopio.
La conferma della teoria della formazione dei buchi neri per collasso diretto potrebbe rivoluzionare ciò che sappiamo su questi oggetti misteriosi.
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| JAMES WEBB SPACE TELESCOPE - GODDARD SPACE FLIGHT CENTER |
È indubbiamente affascinante poter studiare direttamente cosa sia accaduto quasi 13,8 miliardi di anni fa, pur se si tratta di progetti molto costosi.
Il costo elevato di questi progetti è
dovuto alla tecnologia d'avanguardia che è necessaria per realizzarli. È altrettanto importante, tuttavia, la ricaduta pratica di
molte ricerche collegate a questi imponenti progetti scientifici. Per esempio dal progetto del telescopio Hubble sono derivate applicazioni tecnologiche
in diversi settori. La tecnologia sviluppata per le sue telecamere ha permesso di progettare strumenti capaci di fornire immagini molto più
definite e
dettagliate delle biopsie del seno, portando ad una più efficace diagnosi dei tumori.
I filtri di alcuni rivelatori di Hubble sono stati usati per leggere
pergamene antiche provenienti dalla zona del Mar Morto. Uno dei sistemi di elaborazione delle immagini ottenute da Hubble è stato usato per fornire
immagini migliori durante la chirurgia artroscopica, permettendo interventi più efficaci alle articolazioni.
Un algoritmo usato per l'elaborazione dei dati di Hubble è
stato adattato e usato per l'analisi di sequenze del genoma umano. Un laser sviluppato per correggere gli specchi di Hubble viene usato oggi dalle ditte
di distribuzione di merci per controllare il contenuto dei pacchi trasportati. Le tecniche di pulizia degli specchi di Hubble sono state utilizzate per
lucidare le lame dei pattini degli atleti americani che hanno vinto la medaglia d'oro alle olimpiadi.
È dalla scienza di base che deriva il progresso
intellettuale e tecnologico della nostra specie. Come diceva Louis Pasteur
"Il n'existe pas de sciences appliquées, mais seulement des applications de la science".
Manuela Casasoli (manuela_casasoli@yahoo.it)