Il James Webb Space Telescope, o JWST in breve, è uno dei telescopi più avanzati mai costruiti. La pianificazione del JWST è iniziata oltre 25 anni fa e gli sforzi di costruzione sono durati oltre un decennio. È stato lanciato nello spazio il 25 dicembre 2021 e nel giro di un mese è arrivato alla sua destinazione finale: 1.496.689 chilometri dalla Terra. La sua posizione nello spazio gli consente una visione relativamente libera dell’universo.
Il progetto del telescopio è stato uno sforzo globale, guidato dalla NASA, e destinato a espandere i confini dell’osservazione astronomica con un’ingegneria rivoluzionaria. Il suo specchio è enorme: circa 6,5 metri di diametro. È quasi tre volte più grande del telescopio spaziale Hubble, lanciato nel 1990 e ancora funzionante oggi.
È lo specchio del telescopio che gli permette di raccogliere la luce. Il JWST è così grande che può “vedere” le galassie e le stelle più deboli e lontane dell’universo. I suoi strumenti all’avanguardia possono rivelare informazioni sulla composizione, la temperatura e il movimento di questi oggetti cosmici distanti.
Fino a che punto JWST può scrutare il cosmo e il passato? Circa 13,5 miliardi di anni.
Viaggio nel tempo
Un telescopio non mostra le stelle, le galassie e gli esopianeti come sono adesso. Invece, gli astronomi stanno intravedendo come erano in passato. Ci vuole tempo perché la luce viaggi attraverso lo spazio e raggiunga i nostri telescopi. In sostanza, ciò significa che uno sguardo nello spazio è anche un viaggio indietro nel tempo.
Questo vale anche per gli oggetti che ci sono molto vicini. La luce che vedi dal Sole ha impiegato circa 8 minuti e 20 secondi per raggiungere la Terra.
Tutta la luce, che sia quella solare, una torcia o una lampadina in casa, viaggia a quasi 300.000 chilometri al secondo. Si tratta di poco più di circa 18 milioni di chilometri al minuto. Il Sole si trova a circa 150 milioni di chilometri dalla Terra.
Ma più una cosa è lontana, più tempo impiega la sua luce per raggiungerci. Ecco perché la luce che vediamo da Proxima Centauri, la stella più vicina a noi a parte il nostro Sole, situata a circa 40 trilioni di chilometri dalla Terra, impiega 4 anni per raggiungerci.
Più recentemente, JWST ha osservato Earendel, una delle stelle più lontane mai rilevate. La luce che JWST vede da Earendel ha circa 12,9 miliardi di anni.
Il telescopio spaziale James Webb guarda molto più indietro nel tempo di quanto precedentemente possibile con altri telescopi, come il telescopio spaziale Hubble. Ad esempio, sebbene Hubble possa vedere oggetti 60.000 volte più deboli di quanto l’occhio umano sia in grado di vedere, il JWST può vedere oggetti quasi nove volte più deboli di quanto possa fare anche Hubble.
Il big Bang
Ma è possibile tornare indietro fino all’inizio dei tempi?
Il Big Bang è un termine usato per definire l’inizio del nostro universo come lo conosciamo. Gli scienziati ritengono che sia avvenuto circa 13,8 miliardi di anni fa. È la teoria più ampiamente accettata tra i fisici per spiegare la storia del nostro universo.
Il nome, tuttavia, è un po’ fuorviante perché suggerisce che una sorta di esplosione, come i fuochi d’artificio, abbia creato l’universo. Il Big Bang rappresenta più da vicino l’apparenza di spazio in rapida espansione ovunque nell’universo. L’ambiente immediatamente successivo al Big Bang era simile a una nebbia cosmica che copriva l’universo, rendendo difficile alla luce il viaggio oltre esso. Alla fine, le galassie, le stelle e i pianeti iniziarono a crescere.
Ecco perché quest’era nell’universo è chiamata “secoli bui”. Mentre l’universo continuava ad espandersi, la nebbia cosmica cominciò ad aumentare e la luce fu finalmente in grado di viaggiare liberamente attraverso lo spazio. Infatti, alcuni satelliti hanno osservato la luce lasciata dal Big Bang, circa 380.000 anni dopo il suo verificarsi. Questi telescopi sono stati costruiti per rilevare il bagliore residuo del Big Bang, la cui luce può essere tracciata nella banda delle microonde.
Tuttavia, anche 380.000 anni dopo il Big Bang, non esistevano né stelle né galassie. L’universo era ancora un luogo molto oscuro. I secoli bui cosmici non sarebbero finiti fino a poche centinaia di milioni di anni dopo, quando iniziarono a formarsi le prime stelle e galassie.
Il telescopio spaziale James Webb non è stato progettato per osservare i tempi del Big Bang, ma per osservare il periodo in cui i primi oggetti nell’universo iniziarono a formarsi ed emettere luce. Prima di questo periodo di tempo, c’è poca luce da osservare con il telescopio spaziale James Webb, date le condizioni dell’universo primordiale e la mancanza di galassie e stelle.
Osservare il periodo di tempo vicino al Big Bang non è semplicemente questione di avere uno specchio più grande: gli astronomi lo hanno già fatto utilizzando altri satelliti che osservano l’emissione di microonde subito dopo il Big Bang . Quindi, il telescopio spaziale James Webb che osserva l’universo poche centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang non è una limitazione del telescopio. Piuttosto, questa è in realtà la missione del telescopio. È una riflessione su dove nell’universo ci aspettiamo che emerga la prima luce dalle stelle e dalle galassie.
Studiando le antiche galassie, gli scienziati sperano di comprendere le condizioni uniche dell’universo primordiale e di ottenere informazioni sui processi che le hanno aiutate a prosperare. Ciò include l’evoluzione dei buchi neri supermassicci, il ciclo di vita delle stelle e di cosa sono fatti gli esopianeti – mondi oltre il nostro sistema solare.
