Posticipato il lancio del James Webb: quando partirà il telescopio più grande della storia

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Notizia dell’ultim’ora: il lancio del James Webb è stato posticipato al 24 dicembre 2021, a causa di alcuni problemi tecnici ai sistemi di comunicazione. Questi sono stati riscontrati durante le fasi di integrazione sul razzo europeo Ariane 5, all’interno del Centro Spaziale Europeo nella Guyana Francese.

Com’è ormai ben noto, il più grande telescopio spaziale della storia decollerà dallo spazioporto di Arianespace a Kourou, nella Guyana Francese (Sud America). Il telescopio spaziale, chiamato James Webb, è nato grazie alla collaborazione internazionale tra NASA, ESA (Agenzia Spaziale Europea) e CSA (Agenzia spaziale canadese).

Il James Webb Space Telescope (JWST) sarà un grande telescopio a infrarossi, con uno specchio primario di ben 6,5 metri, al servizio di migliaia di astronomi di tutto il mondo per i prossimi decenni. Studierà ogni fase della storia dell’Universo, dai primi bagliori luminosi dopo il Big Bang, alla formazione di sistemi solari in grado di supportare la vita su pianeti come la Terra, fino ad arrivare all’evoluzione del nostro Sistema Solare.

Per capire la grandiosità del telescopio Webb, dobbiamo innanzitutto conoscere l’espansione dell’Universo e i suoi effetti: ad esempio, i primi fotoni visibili (con frequenze di microonde; nonché la luce più antica che vediamo) sono nati quando l’Universo aveva circa 300.000 anni, e risalgono a 13,7 miliardi di anni fa e, per arrivare sino a noi hanno percorso 46,5 miliardi di anni luce (1 anno luce corrisponde a 9.461 miliardi di chilometri); questi fotoni (la luce è formata da fotoni), hanno cioè viaggiato per 13,7 miliardi di anni, prima di arrivare a noi; eppure la distanza percorsa corrisponde a 46,5 miliardi di anni luce.

Nozioni di Cosmologia

Ma com’è possibile? Immaginate un fascio di luce, carico di fotoni, che comincia il suo viaggio nell’Universo, alla velocità di 300.000 chilometri al secondo (la velocità della luce); in quel momento, quando il fascio di luce ha iniziato il suo viaggio, l’Universo era molto più piccolo, circa 42 milioni di anni luce (come raggio), quindi per arrivare alla “fine” dell’Universo, la luce avrebbe dovuto viaggiare per 42 milioni di anni; ma il problema è che l’Universo si espande continuamente, quindi la “fine” del cosmo non arriva mai.

Dal Big Bang in poi tutto si è espanso sempre di più, anche grazie all’energia oscura, la quale ha dato una ulteriore spinta espansiva, allontanando fra loro stelle e galassie. In pratica, la luce viaggia sempre in modo costante, ma lo Spazio intorno ad essa cambia e si espande. E’ come se partissimo per Roma mantenendo sempre la stessa velocità, e il nostro GPS ci dicesse “l’arrivo è previsto fra 5 ore”, ma contemporaneamente la città di Roma si allontanasse sempre di più, e quindi noi continuassimo a viaggiare per 6 ore, 8 ore, 10 ore ecc… senza mai raggiungere la meta.

Per questo motivo, una decina di miliardi di anni fa, la “fine” dell’Universo sarebbe avvenuta dopo 42 milioni di anni di viaggio. Durante il viaggio il cosmo si è espanso, fino ad arrivare ad oggi, in cui l’Universo visibile arriva fino a 46,5 miliardi di anni luce come raggio (il diametro è circa 93 miliardi di anni luce).

Credits: NASA/Chris Gunn/Northrop Grumman

Ritornando al nostro telescopio spaziale James Webb, dobbiamo dire che è un telescopio a infrarossi; questo perché l’espansione dell’Universo non espande solo lo “spazio”, ma “stira” anche la luce. Quest’ultima, col passare dei miliardi di anni di viaggio, inizia a subire gli effetti dell’espansione, e quindi viene talmente “stirata” e allungata, da non essere più visibile ai nostri occhi o dai telescopi ottici classici.

Infatti, oggi, ci perdiamo tantissimi fasci di luce, perché non riusciamo a vederli, e sarebbe molto importante poterli scorgere, perché scopriremmo da dove proveniamo, com’erano le prime stelle, e magari com’era il cosmo subito dopo il Big Bang, quando tutto è iniziato. Potremo saperlo presto, proprio perché il Telescopio James Webb è stato studiato e costruito proprio per osservare questa luce “stirata”, non visibile con gli occhi o con i telescopi ottici tradizionali; infatti l’unico modo per osservare questa luce è avere un telescopio agli infrarossi.

Un’altra piccola informazione: per colpa dell’espansione dell’Universo, ogni secondo scompaiono dal cielo 20.000 stelle, proprio perché l’espansione dell’Universo sta attualmente allontanando le Stelle e le galassie.

Il James Webb Space Telescope (JWST), dopo il lancio, viaggerà per 1,5 milioni di chilometri, per “parcheggiarsi” nell’orbita del secondo punto di Lagrange (L2). Il punto L2 è un punto di equilibrio gravitazionale, situato a 1,5 milioni di chilometri dalla Terra, ed è un eccellente punto di osservazione dello spazio, a causa della stabilità dell’illuminazione solare che facilita la gestione termica della strumentazione e il puntamento verso lo spazio profondo.

Credits: NASA/Chris Gunn/Northrop Grumman

Questo potentissimo telescopio sarà utilizzato anche per scovare gli esopianeti (i pianeti che orbitano attorno alle altre stelle) e, soprattutto, per capire se sia possibile intravedere tracce di atmosfera, vapore acqueo, ossigeno. Insomma, il tutto per scovare un pianeta simile alla Terra, lontano anni luce da noi. E non solo, grazie agli infrarossi, potremo spingerci oltre, fino ad osservare stelle lontane 13,5 miliardi di anni luce (oggi riusciamo a guardare fino a 13,2 miliardi di anni luce; 13,7 per le frequenze di microonde); ricordiamoci che tutto è cominciato col Big Bang 14 miliardi di anni fa, quindi ci avvicineremo all’inizio del tutto.

Una piccola curiosità: il telescopio Webb ha uno specchio primario formato da 18 specchi esagonali, i quali, uniti, arrivano a 6,5 metri di diametro, e sono in berillio ricoperti di oro, non di alluminio come i precedenti specchi classici, ma di vero oro. L’oro riflette perfettamente la luce, soprattutto nella gamma degli infrarossi, aumentando così la sensibilità del telescopio al bagliore degli oggetti astronomici antichi più lontani.

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Il costo del James Webb Space Telescope (JWST), spalmato in circa 20 anni, è di circa 10 miliardi di dollari. Insomma, il 24 dicembre dovrebbe avvenire il lancio, se le condizioni meteorologiche saranno favorevoli e se non ci saranno altri problemi tecnici.

Articolo a cura di Fabio Meneghella