Da: Edizione 004 di Democrito News
4 maggio 2023
Articolo scritto da Riccardo Gobbi
Il
Per osservare gli astri in tutta la loro magnificenza occorre oramai recarsi in luoghi isolati, distanti dalle fonti luminose artificiali, alzare lo sguardo e attendere che i nostri occhi si abituino alla luce stellare che illumina la volta celeste. Eppure, anche quando ci troviamo in questa singolare occasione, possiamo solo limitarci ad ammirare la vastità dell’universo che ci circonda sotto forma di puntini luminosi, gli stessi che comunemente chiamiamo stelle, in quanto da soli non siamo in grado di definire quali di essi siano pianeti, galassie o effettivamente stelle.
Con l’invenzione dei telescopi, l’umanità è riuscita ad andare oltre questo limite naturale, e con il loro sviluppo nel corso dei secoli si è raggiunto un livello di dettaglio e precisione sempre più elevato.
I moderni telescopi lavorano non solo tramite sistemi di lenti, ma anche tramite strumenti in grado di rilevare particolari tipi di luce (o onde elettromagnetiche) proveniente dai corpi stellari visibili dalla Terra. Attualmente esistono telescopi di ricerca sia sul nostro pianeta che nello spazio.
Le missioni spaziali condotte principalmente nel secolo scorso hanno permesso all’umanità di costruire avamposti scientifici anche al di fuori del nostro pianeta, ne sono esempio la Stazione Spaziale Internazionale (1998 – 2030, anno di dismissione) e il Telescopio Spaziale Hubble (1990-operativo).
Nel 2021 è stato lanciato il nuovo JWST (James Webb Space Telescope – in onore del direttore della NASA durante le missioni Gemini, Mercury e Apollo) e al momento del suo completo dispiegamento, avvenuto dopo sei mesi dal lancio, quando lo strumento era già in posizione a 1,5 milioni di chilometri dalla Terra, si aprirono ufficialmente le porte della nuova era dell’osservazione spaziale.
Il JWST si trova nel Secondo Punto di Lagrange (L2), proprio a 1,5 milioni di chilometri dalla Terra. Si tratta di una posizione già utilizzata in passato per altre missioni (una delle più recenti è Gaia, missione del 2014), e che verrà sicuramente presa in considerazione per altre operazioni future.
I punti di Lagrange, calcolati dal matematico Joseph-Louis de Lagrange nel 1772, sono cinque posizioni spaziali dove due corpi dotati di grande massa, (Terra e Sole), consentono ad un terzo corpo di massa inferiore (come un satellite o il JWST) di mantenersi in equilibrio e quindi in una posizione stabile. L’effetto che si crea quindi è l’annullamento delle attrazioni gravitazionali dei due corpi maggiori.
Per il telescopio sono stati studiati anche gli altri Punti di Lagrange:
L1, escluso poiché troppo vicino al sole e perché la Terra e la Luna ostacolavano le osservazioni;
L3, escluso per l’elevata distanza dalla Terra e per la vicinanza al sole;
L4 e L5, esclusi non per problemi gravitazionali o di interferenza, ma per la presenza di asteroidi, i quali avrebbero comportato un pericolo per lo strumento.
Una volta stabilito il Punto di Lagrange in cui posizionare lo strumento, è stato deciso di sfruttare una delle orbite halo di L2.
Un’orbita halo è un’orbita periodica dalla traiettoria quasi circolare individuabile nei pressi di tutti i Punti di Lagrange; consiste nello sfruttare l’interazione tra la forza gravitazionale esercitata dalla Terra e dal Sole con la forza centripeta a cui è soggetto un satellite (in questo caso il JWST) per determinarne un moto stabile.
Il Telescopio Spaziale Webb è stato posizionato nel punto L2 poiché si tratta della posizione migliore per studiare l’universo primordiale senza interferenze elettromagnetiche causate dalla luce del sole riflessa dalla Terra e dalla Luna. Il JWST è inoltre orientato in modo tale da proteggere le proprie strumentazioni dalla luce e dal calore solare, mantenendo comunque i pannelli solari sempre in posizione di ricarica.
Con gli strumenti precedenti al James Webb Space Telescope, la nostra osservazione, analisi e catalogazione degli astri si limitava a tutti quegli oggetti (visibili dalla Terra) formati dopo l’Epoca Oscura. La costruzione di un nuovo e tecnologicamente più avanzato telescopio è quindi dovuta alla necessità di comprendere come è avvenuta, nell’Epoca Oscura, la formazione delle prime galassie e stelle e, quindi, di comprendere come ha avuto origine l’universo in cui viviamo.
Al contempo, mentre i primi fotoni si liberavano dalle particelle, gli elettroni si combinano con i protoni, formando i primi gas e successivamente le prime stelle, pianeti, galassie ecc. Ad oggi non è ancora possibile studiare il meccanismo di formazione primordiale degli oggetti del nostro universo e ciò è dovuto al fenomeno per cui i fotoni emessi venivano riassorbiti dai gas neutri, provocando una totale assenza di luce, da qui la definizione di Epoca Oscura. Studiando le galassie più lontane e più antiche, (le prime dopo l’Epoca Oscura), visibili solamente nell’infrarosso, sarà possibile comprendere meglio la genesi dei corpi stellari del nostro universo, e il JWST è lo strumento che ci permetterà di effettuare questa storica ricerca.
Con le sue quattro strumentazioni, NIRCAM, NIRSPEC, NIRISS e MIRI, specializzate nell’osservazione nelle bande dell’infrarosso, il James Webb Space Telescope ha ufficialmente aperto le porte della nuova era della ricerca spaziale.
Sito Ufficiale della NASA
Democrito News 004
Altre immagini e informazioni sul JWST
