La NASA si sta preparando a lanciare il telescopio spaziale più potente di sempre. Cosa vedrà? Ecco tutto ciò che devi sapere:
Perché un nuovo telescopio spaziale?
Il James Webb Space Telescope sarà 100 volte più potente del suo predecessore, Hubble, e sarà in grado di catturare luce infrarossa estremamente debole dalle primissime galassie ai margini dell’universo. Sarà anche in grado di studiare i pianeti intorno ad altre stelle nella nostra galassia, esaminando le loro atmosfere alla ricerca di segni rivelatori di vita.
Originariamente programmato per il lancio nel 2010 e costato circa $ 1 miliardo, Webb – una joint venture tra agenzie spaziali statunitensi, europee e canadesi che ha impiegato 10.000 persone per la costruzione – ha subito una sequenza di ritardi esasperanti con i costi saliti a $ 10 miliardi. Ma il colossale telescopio sarà montato su un razzo e lanciato nello spazio il 18 dicembre, dando inizio alla missione tecnicamente più ambiziosa nella storia della NASA.
Se Webb dovesse raggiungere con successo la sua destinazione a quasi un milione di miglia dalla Terra, il telescopio si guadagnerà il soprannome di “First Light Machine“, poiché potrà riprendere immagini di stelle formate appena 250 milioni di anni dopo il Big Bang. “Ci aiuterà a svelare alcuni dei misteri del nostro universo” e a “riscrivere i libri di fisica“, afferma Greg Robinson, direttore del programma di Webb alla NASA.
Il telescopio utilizza diverse nuove tecnologie. Si basa su uno specchio di 21 piedi realizzato in berillio ultraleggero cesellato in 18 segmenti esagonali e rivestito d’oro. A differenza della maggior parte dei telescopi, che ospitano uno specchio o una lente all’interno di un tubo per bloccare la luce, lo specchio del Webb sarà esposto allo spazio aperto, basandosi su cinque fogli di plastica rivestiti di alluminio simili a parasole, ciascuno sottile come carta per notebook e grande quanto un campo da tennis – per bloccare la luce e il calore dal Sole, dalla Luna e dalla Terra. Webb include quattro telecamere e sensori a energia solare per raccogliere dati.
In cosa differisce Webb da Hubble?
Hubble, lanciato nel 1990, ha inviato immagini abbaglianti dallo spazio profondo e ha aiutato gli astrofisici a determinare meglio l’età dell’universo, la natura dei buchi neri e il numero di galassie. Ha anche portato alla scoperta che, grazie all'”energia oscura“, l’universo si sta espandendo a un ritmo accelerato.
È qui che entra in gioco il James Webb Space Telescope. Nel momento in cui la luce di una stella di 13 miliardi di anni raggiunge la Terra, l’espansione dell’universo ha allungato la lunghezza d’onda della luce nello spettro infrarosso, in modo simile a come il tono di una sirena diminuisce mentre un’ambulanza si allontana. Per questo motivo, solo un telescopio con messa a fuoco a infrarossi è in grado di scrutare “l’alba cosmica“. Webb utilizza specchi che catturano sei volte più luce di quelli di Hubble e telecamere con una visuale 15 volte più ampia. Hubble orbiterà intorno alla Terra a un’altitudine di 500 chilometri.
Come arriverà nello spazio?
Innanzitutto, il telescopio sarà piegato, in stile origami, per adattarsi a un razzo Ariane 5. Dopo circa 30 minuti di volo, il telescopio verrà espulso dal razzo. “È allora che inizieremo a mangiarci le unghie“, afferma Heidi Hammel, vicepresidente dell’Associazione delle università per la ricerca in astronomia. Per aprire il parasole, circa 150 meccanismi di sgancio composti da 7.000 parti devono attivarsi correttamente nel corso di tre giorni. Il settimo giorno, lo specchio primario si aprirà. “Coloro che non sono preoccupati o addirittura terrorizzati da questo non capiscono cosa stiamo cercando di fare“, afferma Thomas Zurbuchen, capo dell’ufficio scientifico della NASA. Dopo un viaggio di circa 30 giorni, Webb raggiungerà il Lagrange Point 2, dove le forze gravitazionali del Sole e della Terra si bilanciano, creando una regione comoda per parcheggiare i telescopi spaziali. Webb orbiterà intorno al Sole, non alla Terra.
Cosa cercherà Webb?
Risposte alle più grandi domande dell’astrofisica. Mentre viaggia nello spazio a 270.000 chilometri al secondo, la luce fornisce immagini in ritardo: l’occhio nudo vede la Luna com’era 1,3 secondi fa, Giove com’era 40 minuti fa e Andromeda, la galassia più vicina alla nostra, 2,5 milioni di anni fa. I telescopi spaziali sono spesso paragonati a macchine del tempo, che raccolgono la luce emessa miliardi di anni fa.
Gli scienziati ritengono che Webb sarà fondamentale per studiare la fine del Medioevo cosmico, il periodo tra il Big Bang e la formazione delle stelle. Ciò potrebbe rivelare intuizioni sulla “materia oscura” che costituisce circa l’80% della massa dell’universo. Webb può vedere indietro di circa 150 milioni di anni più lontano di Hubble, e quindi potrà fornire scorci della formazione delle prime stelle, sistemi solari e galassie, afferma Caitlin Casey, un assistente professore di astronomia presso l’Università del Texas ad Austin. “Con Webb“, dice, “stiamo andando fino al confine dell’universo osservabile“.
Alla ricerca di segni di vita
Recenti scoperte in astronomia hanno stabilito che la maggior parte delle stelle ha pianeti orbitanti, il che significa che la nostra galassia probabilmente ospita miliardi di questi “esopianeti”. I pianeti intorno ad altre stelle sono troppo distanti e deboli per essere visualizzati chiaramente, ma il Webb potrà usare la sua enorme capacità di raccogliere luce infrarossa per cercare nelle atmosfere degli esopianeti prove circostanziali di vita extraterrestre, come la presenza di acqua, ossigeno, anidride carbonica, metano e altri prodotti chimici.
Un sistema planetario che Webb studierà è a circa 40 anni luce di distanza: una piccola stella chiamata TRAPPIST-1, attorno cui orbitano sette pianeti delle dimensioni della Terra, tre dei quali si trovano nella zona in cui le temperature potrebbero essere abbastanza miti da consentire la formazione di acqua liquida. I ricercatori sono particolarmente entusiasti di misurare il metano e l’anidride carbonica nell’atmosfera del quarto pianeta”.
