James-Webb: l'occhio tra il passato e il presente

 Di Sofia Motteran, Liceo Duca d'Aosta (Padova)

Il 25 dicembre 2021, alle 13:20 italiane, il telescopio James-Webb ha lasciato il nostro prezioso pianeta da Kourou, nella Guyana francese, grazie al razzo Ariane-5. Esso darà una svolta davvero importante per l’astronomia. Dato che non tutti possono averne sentito parlare (o relativamente poco), vi invito a leggere quanto riporto circa questa eclatante notizia, con qualche approfondimento.

Innanzitutto, chi è stato James Webb? Vissuto fra il 1906 e il 1992, egli fu il secondo amministratore della NASA, nel 1961: in questo ruolo, egli assunse grande importanza per sostenere la Missione Apollo, che vide Neil Armostrong, Michael Collins e Buzz Aldrin protagonisti del primo allunaggio nel 1969. Webb è ricordato anche per aver dato impulso anche alla creazione del programma universitario della NASA, che ha fornito aiuti economici per la ricerca spaziale, finanziato la costruzione di nuovi laboratori nelle università e fornito borse di studio per studenti laureati, nonché sostenne i presidenti e i vicepresidenti universitari affinché partecipassero attivamente al programma di scienze spaziali della NASA.

Il telescopio si è posizionato, il 25 gennaio 2022, nel secondo punto di Lagrange, a oltre 1,5 milioni di chilometri dalla Terra. I punti di Lagrange (o punti di oscillazione) sono stati trovati da Giuseppe Luigi Lagrangia, matematico e astronomo italiano; egli, nel 1772, scoprì questi 5 punti nello spazio, rilevanti perché sono posizioni dove le forze gravitazionali di due corpi dotati di una grande massa permettono ad un corpo di piccola massa di mantenere una posizione stabile rispetto agli altri due.

In riferimento alla figura, James-Webb è posizionato nel punto L2: questo consente di far viaggiare il telescopio parallelamente alla Terra (il puntino nero in figura) senza che venga attratto da quest’ultima o dal Sole (anche se, in realtà, il nuovo arrivato non è posizionato esattamente in L2 ma più lontano). L1, L2 e L3 sono chiamati anche "punti instabili", poiché si necessiterebbe di poca forza per rompere l’equilibrio tra le due grandi masse e il piccolo corpo in una di queste due posizioni: molto più stabili sono L4 e L5, a 60° dal raggio che congiunge il Sole e la Terra. La scelta di posizionare James-Webb proprio in L2 è data dalla natura stessa del telescopio e dalle sue importantissime funzionalità, basilari per le successive ed entusiasmanti scoperte che verranno fatte nei prossimi tempi.

Il telescopio James-Webb è largo 6,5 metri (circa sette volte più grande dell’Hubble) ed è formato da 18 specchi esagonali, coprendo un’area di 25,4 metri quadri. Gli specchi sono realizzati in berillio e rivestiti d’oro: il primo mantiene la sua forma a temperature criogeniche, è un buon conduttore di elettricità, calore e non è magnetico; il secondo, invece, fornisce la massima riflessione (il 99%) della luce infrarossa agli strumenti di Webb.

Vi siete chiesti perché posizionare un telescopio in un punto instabile, costruirlo di materiali che mantengano temperature bassissime e a cosa servano gli infrarossi?

Ed eccoci arrivati al punto più affascinante del discorso: è bene dire, prima di tutto, che si chiama "infrarosso” un fascio di luce la cui lunghezza d'onda è immediatamente superiore a quella del rosso visibile (e quindi invisibile all’occhio umano); poiché l’universo è in continua espansione, le lunghezze d’onda emesse dalle galassie e da altri corpi si allungano: così, il nuovissimo telescopio sarà capace di raccoglierle in infrarosso, analizzare le loro proprietà e ricavare tutte le informazioni memorizzate in esse ad un’epoca che risale a 13,5 miliardi di anni fa, cioè l’ “età” stimata dell’universo! Questo permetterà di rispondere a domande che, da sempre, l’uomo si pone sin da quando osserva il firmamento che si illumina quando è notte: da dove veniamo? Siamo soli nell’universo? E poi: com’era l’universo subito dopo il Big Bang?

Le primissime stelle, galassie, buchi neri e quasar (nucleo galattico, al cui centro è presente un enorme buco nero che irradia un’immensa quantità di energia, maggiore di quella emessa da tutte le stelle e galassie insieme) saranno conosciuti da questo meraviglioso strumento senza precedenti. Esso cercherà anche esopianeti (o pianeti extrasolari, cioè che ruotano attorno ad altre stelle), studierà la formazione di corpi celesti… ma di sicuro, la più avvincente, la più emozionante, la più ammaliante, la più coinvolgente (va bene, credo di aver reso l’idea) tra tutte le operazioni programmate per il JSWT sarà quella di “saltare” nel passato. Il telescopio costituisce l’unico ponte fra noi, esseri inestimabilmente piccoli rispetto al cosmo, e l’universo stesso e le sue radici. Le scoperte che si attueranno in questo campo stravolgeranno l’intera conoscenza astronomica e cosmologica, rivoluzionando il sapere dell’uomo che da sempre ha intrinseco quell’istinto di superare ciò che è già stato appreso, continuare a procedere instancabilmente per comprendere in un modo a lui comprensibile i misteri ad ora celati. E parlando di spazio, a fianco del James-Webb, ci sarà Euclid, un satellite in grado di studiare la materia e l’energia oscura (infatti, noi conosciamo solo il 4% di tutta la materia presente!). Per ora, ci auguriamo che James-Webb funzioni al meglio e che ci guidi ad una sempre più integrale conoscenza del cosmo.