James Webb Telescope

• 10 gennaio 2022

Il giorno di Natale 2021 sarà una data che resterà particolarmente a cuore a tutti gli appassionati di astronomia ed esplorazione spaziale: per loro un enorme ‘regalo’ si trovava nella Guiana Francese, riposto a bordo del suo lanciatore Ariane 5 e pronto a decollare: il James Webb Telescope! È curioso, infatti, come dopo 25 anni di progetti, rifinanziamenti, ritardi, test e controlli, il lancio sia stato stabilito proprio il giorno 25 dicembre: quasi a voler simboleggiare un vero e proprio dono per la conoscenza e l'umanità intera.

Il Telescopio Spaziale James Webb viene spesso definito come il successore di Hubble, e in effetti è stato progettato proprio per spingersi oltre i limiti di quest’ultimo: se Hubble è in grado di osservare le galassie giovani a circa 1 miliardo di anni dal Big Bang, il James Webb potrà osservare le galassie in formazione, o appena formate, fino a 300 milioni di anni dal Big Bang, permettendoci di cercare risposte ad interrogativi ancora irrisolti circa l’origine e l’evoluzione del nostro Universo.

Occorre, tuttavia, sottolineare alcune importanti differenze tra i due, prima tra tutte le lunghezze d’onda a cui avvengono le osservazioni: Hubble lavora principalmente nel visibile, estendendosi anche al vicino ultravioletto e al vicino infrarosso (è sensibile tra i 0,1 e i 2,5 micron), mentre il James Webb osserverà principalmente nel medio e vicino infrarosso, anche se sarà in grado di spingersi fino al giallo-rosso dello spettro visibile (è sensibile tra i 0,6 e i 28 micron).

Altra fondamentale differenza sta nel posizionamento: Hubble orbita attorno alla Terra a circa 570 km di quota, mentre il James Webb orbiterà attorno al Sole a 1,5 milioni di km di distanza da noi, nei pressi del punto lagrangiano L2. Ma cosa sono i punti lagrangiani? Se consideriamo un sistema di due corpi e prendiamo un terzo corpo di massa trascurabile rispetto ai primi due, si tratta di precise posizioni dello spazio in cui le forze agenti sul corpo minore si bilanciano, creando condizioni di equilibrio. Nel caso in esame del sistema Sole-Terra, scopriremo che vi sono cinque punti in questione, denominati L1, L2, L3, L4 ed L5. La scelta di indirizzare il James Webb (che rappresenta, appunto, il nostro corpo minore) verso L2 è dovuta al fatto che si tratta di una regione piuttosto stabile rispetto all’illuminazione solare; si eviteranno così accentuati sbalzi termici che risulterebbero alteranti per le osservazioni infrarosse. Un altro motivo è rappresentato dalla posizione opposta al Sole: trovandosi nei pressi di L2 il telescopio sarà parzialmente protetto dalla Terra e dal suo campo magnetico dalle radiazioni e particelle provenienti dal Sole.

L’elemento più iconico del James Webb è senz’altro il suo specchio primario, costituito da 18 elementi esagonali per un diametro complessivo di 6,5m; per confronto, lo specchio primario di Hubble misurava 2,4m di diametro: ciò significa che il James Webb sarà in grado di raccogliere un maggior quantitativo di luce e saprà quindi individuare sorgenti più deboli, ma non solo: si avrà anche un notevole incremento della risoluzione delle immagini. Un'altra parte immediatamente riconoscibile è il suo scudo termico romboidale, costituito da cinque strati sottilissimi di kapton, un materiale plastico in film che, come un parasole, attenua il calore e impedisce alla radiazione infrarossa proveniente da Sole e Terra di raggiungere gli specchi e la strumentazione.

Viste le notevoli dimensioni della struttura nel suo insieme, per poter incastrare il James Webb a bordo del lanciatore gli ingegneri hanno dovuto rendere le varie componenti pieghevoli, prevedendo poi il loro dispiegamento durante il tragitto di 30 giorni che lo porterà a destinazione attorno ad L2, a 1,5 milioni di km da noi.

Nella nostra animazione , fatta la sera del 31 dicembre, possiamo vedere JWST sei giorni dopo il lancio, ad una distanza di 700mila km, mentre si muoveva come un piccolo punto luminoso di magnitudine 15, sullo sfondo delle stelle di Orione. Se tutte le procedure di messa in posizione, assemblaggio e test del telescopio saranno ok , verso la metà di questo nuovo anno potrà inviarci le sue prime immagini. Se volete seguirlo anche voi nel suo percorso, vi rimandiamo al sito ufficiale della NASA, dove potrete trovare tutte le informazioni in tempo reale: https://jwst.nasa.gov/content/webbLaunch/whereIsWebb.html?fbclid=IwAR3X9dCJ_9mkyR5v9VGyxHtjJLNhQZm8x_Cal4A87ONIaI9XWILgilhHMgE. Non ci rimane che augurargli buon viaggio e un notevole successo per questa sensazionale missione, grazie alla quale avremo un nuovo modo di vedere l’Universo!