Oggi, 365 giorni dopo che la NASA ha rivelato il primo lotto di dati e immagini per la missione, è chiaro che Jwst può produrre scienza seria e bellissimi scatti con aplomb. La NASA celebra il primo anniversario del debutto scientifico di JWST con… Nuova uscita fotografica, dimostrando la capacità del telescopio di reinventare l’universo. L’immagine drammatica e in qualche modo allucinatoria cattura le dinamiche del complesso di nubi Rho Ophiuchi, la regione di formazione stellare più vicina alla Terra, dove i sistemi planetari come il nostro potrebbero trovarsi nelle prime fasi di formazione.

“Il telescopio funziona meglio di quanto avremmo potuto sperare”, ha detto l’astrofisica della NASA Jane Rigby, che all’inizio di questo mese è diventata capo scienziata del progetto JWST.

Rigby ha affermato che la comunità scientifica è stata un po’ reticente nel pianificare la sua agenda per il primo anno di osservazioni, ma il prossimo anno di scienza trarrà pieno vantaggio da ciò che il telescopio può fare. “Siamo diventati molto più audaci nel secondo anno.”

Il viaggio di JWST intorno al Sole non è stato privo di rallentamenti. Il primo anno di operazioni scientifiche ha incluso una breve pausa nella raccolta dei dati per motivi di sicurezza e una grave collisione con la polvere spaziale che ha costretto i responsabili del progetto a spostare l’osservatorio più o meno indietro d’ora in poi.

Ma gli scienziati che lavorano con i dati scaricati dal telescopio sono entusiasti delle sue prestazioni mentre setaccia la parte infrarossa dello spettro, raccogliendo luce che non poteva essere raccolta dal precedente telescopio spaziale Hubble.

Il titolo finora è che il JWST ha visto molte galassie sorprendentemente luminose nell’universo primordiale. Questo si è rivelato un po’ sconcertante.

Fai un tour cosmico all’interno delle immagini catturate dal telescopio Webb della NASA

No, il JWST non ha smentito la teoria del big bang. La cosmologia non ha seguito il percorso della frenologia. Ma le osservazioni di molta luce dal primo periodo di formazione della galassia hanno portato a molti grattacapi. L’osservazione e la teoria non sono state ancora completamente allineate.

“Penso che ci sia tensione”, ha detto il fisico Massimo Steavelli, capo missione JWST presso lo Space Telescope Science Institute di Baltimora. “Questo è innegabile, perché le cose sono diverse da come pensavamo che sarebbero state”.

Principali scoperte da JWST

JWST è stato concepito alla fine degli anni ’80 come successore del veicolo spaziale Hubble ancora da lanciare, ma ha sofferto per molti anni di ritardi e incontri imminenti con legislatori dalla mentalità finanziaria. È un investimento di 10 miliardi di dollari. Non è progettato con il tipo di funzionalità modulari che consentirebbero i ricambi se dovesse accadere qualcosa.

È anche molto lontano nello spazio profondo, in un’orbita gravitazionalmente stabile attorno al sole chiamata L2 che lo mantiene a circa un milione di miglia dalla Terra. La NASA non dispone attualmente di astronavi per trasportare gli astronauti in L2 e ritorno.

Tutto ciò si aggiunge alla gioia degli scienziati che il telescopio funzioni come previsto.

Per un telescopio di questo tipo, l’anno è piuttosto problematico. Gli specchi del telescopio devono essere mantenuti troppo freddi per puntare ovunque vicino al sole, quindi non aspettarti di vedere belle immagini JWST di Venere. Ma un’orbita completa offre al telescopio la possibilità di coprire la maggior parte dell’universo.

JWST, che è stato lanciato la mattina di Natale del 2021, in realtà ha fatto un’orbita di un anno e mezzo, ma i primi sei mesi sono stati dedicati al dispiegamento della sua vasta collezione di gioielli placcati in oro Specchi esagonali e un parasole tentacolare per mantenerla fresca, oltre a regolare i suoi strumenti.

La luce raccolta da questi specchi trasporta informazioni su più strati dell’universo, dalle galassie più lontane, deboli e appena percettibili alle galassie più luminose in primo piano e alle nubi di polvere e gas che formano stelle all’interno della nostra Via Lattea. Ha esaminato il nostro immediato vicinato, il sistema solare, e ha restituito immagini degne di poster di Giove e Saturno zeppe di dati scientifici.

L’universo primordiale è dove JWST ha condotto le sue indagini più interessanti e talvolta sconcertanti. L’obiettivo è capire come si è evoluto l’universo primordiale, come si sono formate le galassie e come siamo arrivati ​​dove siamo – su un pianeta in orbita attorno a una stella su uno dei bracci a spirale di una grande galassia.

“La nostra casa è la Via Lattea”, ha detto Brant Robertson, un astrofisico teorico dell’Università della California, a Santa Cruz. “Questa è una galassia. È una bellissima galassia. Possiamo scattare foto dell’interno. Ma si pone la domanda: come è arrivata qui? Come si è formata?”

Questa archeologia cosmica è il motivo per cui JWST è stato costruito in primo luogo. Una caratteristica curiosa dell’universo è che la luce è eterna. Diventa più debole ma è ancora lì, compresa la luce più vecchia, che è stata spostata in gran parte nella parte infrarossa dello spettro dall’espansione dello spazio che si è verificata dal Big Bang. Gli astrofisici possono usare molto JWST per la ricerca Le galassie con un redshift più elevato, vanno più in profondità nel passato.

Robertson è coautore di uno dei due articoli recenti che descrivono La galassia più distante finora rilevata e confermata da JWST, chiamata JADES-GS-Z13-0. È stato trovato a un redshift di 13,2, che corrisponde a circa 320 milioni di anni dopo il Big Bang. Ha detto che ci sono state affermazioni secondo cui potrebbero esistere galassie con un redshift più elevato, ma sono in attesa di conferma.

Quando gli è stato chiesto che aspetto avesse la galassia, ha detto: “È una macchia”.

Ma se potessi in qualche modo salire su un’astronave e trasportarti attraverso diversi wormhole nel lontano passato e librarti accanto a quella galassia. Allora come sarà?

“Se potessi essere proprio accanto ad essa, la galassia stessa sarebbe molto blu ai tuoi occhi, perché sta formando stelle”, ha detto Robertson. “Sarebbe un blu molto brillante nell’universo primordiale.”

Un mistero sulle prime galassie

Immediatamente, gli astronomi che hanno esaminato i dati JWST sull’universo primordiale hanno scoperto qualcosa che ha sfidato le aspettative: molto Galassie stranamente luminose.

La luminosità è un’approssimazione della massa. Pertanto, di solito si presume che le galassie molto luminose siano molto massicce. Ma le galassie hanno bisogno di tempo per crescere. I teorici avevano precedentemente stabilito una linea temporale generale per l’evoluzione delle prime galassie, e quelle rilevate da JWST sembrano a prima vista notevolmente mature per la loro età.

Il JWST potrebbe dire agli scienziati che la formazione delle galassie nell’universo primordiale era in qualche modo più efficiente di quanto precedentemente noto.

“C’è qualche aggiustamento che dobbiamo fare nelle nostre teorie su come si sono formate quelle primissime galassie e come sono cresciute le loro stelle”, ha detto. Cihan Kartaltepe, astrofisico del Rochester Institute of Technology.

“Niente di ciò che abbiamo visto mi fa pensare che abbiamo rotto la cosmologia”, ha detto Rigby. “Quello che ci dice è che le galassie hanno lavorato insieme prima di quanto diamo loro credito”.

Contrariamente a quanto ci si aspetterebbe da quelli di noi che non sono astrofisici, i buchi neri potrebbero essere un altro fattore nella luminosità di quelle prime galassie. Sebbene un buco nero sia per definizione una struttura con un campo gravitazionale così intenso che nemmeno la luce può sfuggire da esso, la regione intorno al buco nero può brillare quando il gas surriscaldato e la polvere cadono verso l’orizzonte degli eventi.

L’anno scorso, Rebecca Larson, che all’epoca era una studentessa di dottorato presso l’Università del Texas ad Austin, ha visto qualcosa di strano. Mentre stava esaminando i dati di una galassia molto, molto lontana chiamata CEERS 1019. Lo aveva rilasciato luce più di 13 miliardi di anni fa, quando l’universo ruotava e le galassie erano piccoli ammassi mal formati di stelle blu calde, giovani e luminose.

Larson era perplesso dalla luce insolitamente brillante proveniente dal cuore di CEERS 1019. “Che diavolo è?” Ho pensato.

Quello che hai indovinato è un buco nero supermassiccio. La galassia, nonostante la sua giovane età, è riuscita a formare un buco nero, che gli scienziati stimano sia pari a una massa di 10 milioni di soli. Un rapporto di Larson e dei suoi colleghi lo descrive come il primo buco nero supermassiccio mai scoperto.

Eccitazione sui pianeti esterni

Ciò che l’anno scorso ha anche iniziato a mostrare è che il JWST è, nelle parole dell’astrofisico Garth Illingworth, un “centro spettrale”. Ha dimostrato di essere sorprendente nel catturare gli spettri della luce che raccoglie, che trasportano informazioni sull’oggetto osservato.

Questa capacità ha prodotto una delle prime grandi scoperte del telescopio: l’anidride carbonica nell’atmosfera di un pianeta gigante, WASP 39b, in orbita attorno a una stella lontana. Il pianeta stesso non è visibile con la tecnologia attuale. Ma mentre passa davanti o dietro la sua stella madre, i cambiamenti nella luce stellare codificano le informazioni sull’atmosfera del pianeta.

Fino alla storia del pianeta, nessuno aveva rilevato in modo definitivo l’anidride carbonica nell’atmosfera di un esopianeta, ha affermato Nicole Colon, astrofisica della NASA.

“La prima volta che abbiamo visto la firma spettrale di quella caratteristica, è stato bellissimo”, ha detto. “Ci ha colpito in faccia. È un segnale enorme, il che è stato grandioso”.

Per essere chiari, gli scienziati che osservano gli spettri stanno osservando visualizzazioni grafiche dei dati, non immagini reali. Larson, che ha trovato il buco nero supermassiccio, è rimasta così stupita dall’immagine spettrale di una luminosa regione centrale in quella galassia che, nelle sue parole, “non ho mai pensato di guardare immagini reali da JWST”.

Fu allora che Kartaltepe le mostrò l’immagine della galassia ottenuta dal telescopio. Sorprendentemente, la galassia ha tre punti luminosi, con un punto particolarmente luminoso nel mezzo. Questo era il buco nero supermassiccio di Larson.

“Ho appena iniziato a piangere”, ha detto.