ABBIAMO OSPITI/ASTRONOMIA – Il viaggio di James

Articolo di Gian Carlo Ruggeri, Autore Ospite de La Lampadina
Il 24 dicembre 2021, decollato dallo spazioporto europeo di Kourou (Guyana francese) e trasportato dal vettore Ariane 5, con un perfetto lancio, è iniziato il viaggio del James Webb Space Telescope (JWST). Mediante l’intercettazione della radiazione infrarossa emessa dalle prime stelle formatesi dopo il momento iniziale dell’espansione dell’universo esso perseguirà l’obiettivo di comprendere quando sono nate le prime galassie.
JWST è un progetto internazionale, condotto dalla NASA, con il supporto dell’European Space Agency (ESA) e della Canadian Space Agency. Rispetto al telescopio Hubble, che con il suo specchio di 2,4 m di diametro ha potuto fotografare galassie 400 milioni di anni dopo il Big bang, il telescopio Webb, avente lo specchio di 6,5 m, porterà avanti l’esperimento dedicato alla ricerca della luce emessa dalla popolazione stellare e dal gas ionizzato all’interno di tre galassie risalenti a 500 – 900 milioni di anni dopo l’inizio dell’espansione dell’universo: tali osservazioni consentiranno di capire più precisamente come e quando tali galassie si siano formate e la loro evoluzione: osservando le massive nubi di gas e polvere, si cercherà, quindi, di comprendere come esse siano nate.
Ancora, il telescopio scandirà lo spazio alla ricerca di pianeti extrasolari e di segni di vita nell’universo.
L’astronomia infrarossa è una branca dell’Astronomia e dell’Astrofisica che tratta degli oggetti visibili nel campo della radiazione infrarossa (IR). La radiazione visibile è compresa fra 400 nanometri (Bleu; Il nanometro, simbolo nm, è eguale a 0, 000000009 m, cioè a un miliardesimo di metro) e 700 nm (Rosso).
La radiazione infrarossa è la radiazione elettromagnetica avente la lunghezza d’onda compresa tra 700 nm e 1 mm.
La principale limitazione nella sensibilità dei telescopi terrestri è l’atmosfera della Terra: il vapor d’acqua, infatti, assorbe una significativa quantità di radiazione infrarossa e l’atmosfera stessa emette a lunghezze d’onda infrarosse. Per tale ragione, la maggior parte dei telescopi ad infrarosso vengono costruiti in luoghi ove l’umidità è bassa e ad altitudini elevate, in modo tale che non siano influenzati dal vapor d’acqua atmosferico (per es.: Mauna Kea Observatory 4205 m sul l.d.m).
Poiché la radiazione infrarossa è essenzialmente calda, i telescopi ad infrarosso (che sono praticamente identici ai telescopi ottici) necessitano di scudi termici e di raffreddamento mediante l’azoto liquido, allo scopo di formare l’immagine. Anche per questo, la maggior parte dei telescopi infrarossi sono installati nella regione Antartica. Questi telescopi terrestri, però, hanno consentito di effettuare solo un primo superficiale studio delle caratteristiche delle prime galassie. Inoltre, la radiazione IR penetra la polvere cosmica – costituita da particelle molto piccole e consistente in poche molecole contenenti carbonio o silicati – che blocca la nostra visione dell’universo.
Oltre ai motivi appena accennati, per rilevare questa energia, il telescopio JWST ed i suoi strumenti a bordo devono essere lontano dalla Terra e schermati dal Sole al fine di disporre delle opportune temperature (-187,78°C). Questo significa che JWST deve viaggiare fino a circa 1.609.344 chilometri dalla Terra. JWST, quindi, è destinato ad orbitare in un punto dello spazio noto come “Punto di Lagrange Terra – Sole L2”, collocato, come accennato, a circa 1,6 milioni di Km dal nostro Pianeta, dal lato opposto al Sole. Tale punto è, in pratica, direttamente “dietro” la Terra, così come vista dal Sole. In un punto lagrangiano, un piccolo oggetto come una stazione spaziale può mantenere una posizione fissa rispetto a due oggetti celesti che ruotano attorno a un comune centro di gravità. Questa posizione è stabile: insomma, si tratta di un ottimo luogo dal quale osservare gran parte dell’Universo. Al momento in cui si scrive, JWST ha completato il suo dispiegamento, ha percorso un distanza di circa 1,5 milioni di kilometri, sta orbitando in L2 e ha iniziato la sua fase di raffreddamento!
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