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03.01.2022 - 08:000

Il James Webb Space Telescope è in viaggio

Il telescopio spaziale più grande e potente mai creato guarderà indietro nel tempo per studiare le origini dell’universo

Dopo decenni di preparazione, alle 13:20 (ora svizzera) del 25 dicembre è stato lanciato dal Guyana Space Center, a Kourou, nella Guyana francese, il vettore Ariane 5 che ha trasportato il James Webb Space Telescope, il più grande e potente telescopio mai realizzato. Circa 26 minuti dopo il lancio, il JWST si è separato con successo dal razzo e proseguirà la sua missione fino a raggiungere nei prossimi mesi il suo punto di osservazione, il punto Lagrange L2. Qui, a 1,5 milioni di Km dalla Terra, lontano dalle interferenze del nostro Pianeta, il JWST potrà scandagliare il cielo in modo più preciso e accurato andando alla ricerca d'indizi sulle origini dell’universo e sulla vita aliena.

L’erede di Hubble
Il JWST, la cui realizzazione è costata circa 10 miliardi di dollari, è il più grande telescopio mai lanciato nello spazio. La sua storia è iniziata poco tempo dopo il lancio del telescopio spaziale Hubble (in orbita a 530 km d’altezza), che in circa 30 anni di carriera ha permesso di effettuare innumerevoli osservazioni e scoperte su stelle, galassie, nebulose e buchi neri. Il JWST, quindi, può essere considerato a tutti gli effetti il successore di Hubble.

«È un successore nel senso che estende il campo d'indagine a distanze e a lunghezze d’onda maggiori, che ci permetteranno di osservare oggetti più freddi e più antichi di quelli che Hubble poteva rilevare. In tal modo, speriamo di vedere i segni dell’intera storia dell’Universo, dalla formazione delle prime stelle e galassie ai pianeti del Sistema Solare», ha affermato il Premio Nobel John Mather, a capo del team scientifico del JWST.

Se tutto andrà bene, il JWST potrà compiere osservazioni per almeno cinque anni, anche se le agenzie spaziali sperano di poterne estendere l’impiego fino a dieci anni. A differenza di Hubble, infatti, il nuovo telescopio sarà molto distante dalla Terra e non potrà ricevere alcuna forma di manutenzione. La durata della sua missione, quindi, dipenderà dalla limitata disponibilità di propellente che potrà impiegare per correggere la sua orbita.

Come è fatto il JWST
Il JWST si compone di due parti fondamentali: lo specchio e il corpo della sonda. Lo specchio da 6,5 metri di diametro è formato da diciotto esagoni rivestiti da una sottilissima lamina d’oro che rende la superficie resistente e soprattutto riflettente. Dodici esagoni costituiscono il corpo centrale, mentre altri sei (tre per lato) sono ripiegati in modo da occupare meno spazio e si apriranno una volta in orbita. Anche lo specchio secondario, che raccoglie la luce proveniente dagli esagoni, viaggia ripiegato e si aprirà grazie ad alcuni lunghi supporti che lo faranno rimanere sospeso davanti allo specchio principale a 7,4 metri di distanza. Il corpo della sonda, invece, si compone di antenna per le comunicazioni, pannelli solari per ricaricare le batterie e propulsori per orientare il telescopio.

Per evitare che le radiazioni del Sole e della sonda stessa scaldino il telescopio e interferiscano coi sensibilissimi strumenti, il JWST farà affidamento su un scudo termico grande quanto un campo da tennis. Lo scudo è composto da 5 fogli isolanti fatti di Kapton, un materiale già usato per le tute degli astronauti, placcato a sua volta di alluminio e silicio per riflettere più radiazioni possibili. I sottilissimi fogli si dispiegheranno solo nello spazio aperto e avranno il compito di dissipare il calore e riflettere la luce solare, lasciando gli specchi del telescopio a una temperatura media intorno ai -230 °C.

Cosa studierà il JWST
Attraverso il JWST gli astronomi sperano di vedere e studiare quello che c’era appena 150 milioni di anni dopo la nascita dell’Universo, un periodo di cui non si conosce nulla se non da un punto di vista teorico. Secondo il modello, nelle primissime fasi di esistenza dell’Universo si produssero le prime stelle, che si ipotizza fossero costituite da due soli elementi, elio e idrogeno, e che fossero centinaia di volte più dense del Sole. Al termine della loro esistenza, queste produssero gigantesche esplosioni (supernove) e disseminarono lo Spazio di altri elementi, che infine costituirono gli ingredienti principali per la formazione delle altre stelle, dei pianeti e della vita.

Le tracce di queste antiche stelle primordiali sono teoricamente ancora visibili, perché talmente lontane da richiedere miliardi di anni alla loro luce per attraversare tutto lo Spazio e raggiungerci. Per osservare questi oggetti nati poco dopo il Big Bang, il telescopio scandaglierà lo spazio nell’infrarosso e, perciò, dovrà essere molto freddo, motivo per cui dispiegherà il suo scudo gigante per proteggersi dalle radiazioni solari. L’osservazione di galassie così antiche potrebbe rappresentare la strada per comprendere come si formarono le attuali galassie e capire come mai abbiano al loro centro buchi neri supermassivi, cioè con una massa di milioni o miliardi di volte quella del nostro Sole.

Il JWST potrà anche essere usato per determinare con maggiore precisione la velocità a cui si sta espandendo l’Universo, problema dibattuto ormai da anni. Capire la velocità di espansione è fondamentale per calcolare correttamente la distanza tra le galassie e più in generale l’evoluzione dell’Universo. Inoltre, tramite la lunghezza d’onda nell’infrarosso, il telescopio consentirà anche di studiare gli esopianeti, cioè i pianeti esterni al nostro Sistema Solare. Negli ultimi anni, infatti, è stata confermata l’esistenza di migliaia di esopianeti e grazie al JWST sarà possibile esaminarne alcuni, trovando indizi sulla composizione della loro atmosfera e l’eventuale presenza di elementi che sono associati alla vita.

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