Immagine ripresa da NASA's Webb Delivers Deepest Infrared Image of Universe Yet

Quella dell'ammasso di galassie noto come SMACS0723 è stata la prima immagine resa pubblica l'11 luglio dal presidente americano Joe Biden. È l'immagine a infrarossi più nitida dell'Universo lontano mai ottenuta, il primo campo profondo di Webb. Migliaia di galassie brillanti e oggetti di luminosità più debole mai osservati fino ad ora. Se volessimo fare un'analogia, l'immagine corrisponderebbe a un granello di sabbia visto dall'occhio umano alla distanza di un metro. Un minuscolo frammento dell'Universo, come era 4,6 miliardi di anni fa. Se si osservano però le galassie più piccole e lontane del campo, quelle più giovani, stiamo guardando già un miliardo di anni dopo il Big Bang (circa 12,8 miliardi di anni fa). Grazie a studi più dettagliati di immagini come queste e a un fenomeno noto come lente gravitazionale si riuscirà ad avere informazioni sulla nascita delle prime galassie. I colori delle galassie svelano la quantità di polvere presente in una determinata zona dell'Universo, dato importante per la formazione delle stelle. Le galassie blu contengono stelle, ma poca polvere, mentre gli oggetti rossi sono circondati da molta polvere. Le galassie verdi sono, invece, ricche di idrocarburi. Infatti, Webb può ottenere anche gli spettri, cioè i tipi di radiazioni emessi dalle galassie e dagli oggetti astronomici osservati; questi forniscono informazioni preziose sulla natura di ciò che si sta osservando.

Immagine ripresa da NASA's Webb Captures Dying Star's Final 'Performance' in Fine Detail

La seconda immagine è relativa alla nebulosa dell'Anello Meridionale, una nebulosa planetaria, catalogata come NGC3132, a circa 2500 anni luce dalla Terra. Al centro c'è una stella morente che ha emesso anelli di gas e polvere per migliaia di anni. Webb ha già messo in evidenza che al centro della nebulosa le stelle sono due, legate l'una all'altra in un'orbita molto stretta. Le polveri emesse da questo sistema binario finiranno per disperdersi nello spazio interstellare, fino a diventare parte di un altro corpo celeste. Webb può seguire la morte delle stelle in sistemi come questi, fornendo dettagli mai ottenuti in precedenza.

Immagine ripresa da NASA's Webb Sheds Light on Galaxy Evolution, Black Holes

La terza immagine spettacolare è quella del "Stephan's Quintet", una famosa zona con cinque galassie che interagiscono e collidono, nota anche come Hickson Compact Group 92 (HCG 92). Una vera e propria danza cosmica. Nell'immagine di Webb si vedono però dettagli interessanti: la formazione di stelle innescata dalla collisione di galassie, la dinamica dei gas intergalattici e di un buco nero. È un'immagine grande questa, copre circa un quinto del diametro della Luna, contiene oltre 150 milioni di pixel ed è composta da 1000 singole immagini. Grazie alla risoluzione fornita da Webb si riescono a "vedere" le onde d'urto di queste immense collisioni cosmiche, sicuramente molto più frequenti nell'Universo primordiale. La più vicina delle galassie si trova a 40 milioni di anni luce dalla Terra, le altre a circa 290 milioni di anni luce. In termini astronomici si tratta di galassie abbastanza vicine e la potenza di Webb ne fa un laboratorio importante per lo studio dell'evoluzione delle galassie stesse. In quella più in alto, il buco nero supermassiccio centrale ha una massa che è 24 milioni di volte quella del Sole ed emette un'energia equivalente a quella di 40 miliardi di Soli. Webb è già riuscito a studiare i moti di materia intorno a questo mostro galattico e le analisi sono in corso per stabilire la velocità con cui questi buchi neri si accrescono. Questo quintetto di galassie si trova nella costellazione di Pegaso e fu scoperto dall'astronomo francese Édouard Stephan nel 1877.

Immagine ripresa da NASA's Webb Reveals Cosmic Cliffs, Glittering Landscape of Star Birth

L'immagine ad alta risoluzione della Nebulosa Carina è già diventata il nuovo libro sulla formazione e l'evoluzione delle stelle. Si tratta di un dettaglio di una regione nota come NGC3324. La zona era ben conosciuta, ma la risoluzione della nuova immagine ha messo subito in evidenza aree prima invisibili in cui si può osservare la nascita delle stelle. L'immagine è il bordo di una gigantesca cavità cosmica, i picchi più alti corrispondono a circa 7 anni luce! I bordi della nebulosa sono il risultato delle radiazioni ultraviolette emesse dalle giovani stelle, dei gas incandescenti, del materiale ionizzato intorno a questo vivaio di stelle. I punti rossi sono le sorgenti più giovani e i getti protostellari emergono chiaramente nell'immagine. Dall'analisi di un'immagine come questa si potrà capire cosa determina il numero di stelle che si formano in una data regione galattica, perché le stelle si formano con una definita massa, quali sono le condizioni che favoriscono la formazione di una stella e quali quelle che arrestano il processo. Anche le stelle piccole, evidenti per la prima volta in questa immagine, saranno analizzate in dettaglio.

Immagine ripresa da NASA's Webb Reveals Steamy Atmosphere of Distant Planet in Detail

L'immagine più significativa dal punto di vista scientifico è senza dubbio questa. Webb ha permesso di analizzare in dettaglio lo spettro della luce che filtra attraverso l'atmosfera di un pianeta, WASP-96 b, distante 1150 anni luce dalla Terra: sul pianeta c'è senza dubbio acqua! Non solo, c'è un chiaro indizio che ci siano nuvole e foschia. Non c'è bisogno di essere scienziati per capire che Webb rivoluzionerà la ricerca dei cosiddetti pianeti abitabili per l'uomo. Questo è un pianeta gassoso, con una massa che è circa la metà di quella di Giove ma un diametro 1,2 volte maggiore. È un gigante gassoso gonfio e molto molto caldo (circa 540°C) perché è molto vicino alla sua stella, a solo un nono della distanza tra Mercurio e il Sole. L'enorme potenziale di Webb nello studiare la composizione di atmosfere lontane rivoluzionerà questo campo d'indagine. Hubble ha rivelato la prima traccia di acqua su un esopianeta nel 2013. Ora di esopianeti catalogati ne esistono più di 5000. Webb è capace di rilevare la firma spettroscopica dell'acqua, dell'ossigeno, del metano, dell'anidride carbonica. È quindi appena iniziata la corsa all'analisi delle atmosfere degli esopianeti. Si potrà facilmente analizzare la quantità di vapore acqueo presente, la temperatura e la profondità dell'atmosfera. La strumentazione all'avanguardia di Webb e la sua posizione orbitale lo rendono uno strumento ottimale per questo tipo di indagini. Un quarto del tempo di utilizzo di Webb sarà dedicato proprio allo studio degli esopianeti in questa prima fase.
Questo è veramente solo un assaggio di quello che potrà dirci Webb, più per il grande pubblico che per gli scienziati, ma presto saranno loro a darci notizie sempre più affascinanti dallo spazio profondo.

Manuela Casasoli (manuela_casasoli@yahoo.it) - Pubblicato il 20 luglio 2022