NGST

Generalità

sigla dell'inglese Next Generation Space Telescope (telescopio spaziale di prossima generazione). Il telescopio spaziale NGST, ribattezzato definitivamente JWST (James Webb Space Telescope), ha sostituito  il Telescopio Spaziale Hubble dopo il 2010. È stato intitolato a James Webb, amministratore della NASA dal 1961 al 1968, periodo durante il quale ha supervisionato i programmi di missioni spaziali con equipaggio Gemini, Mercury e Apollo, oltre che essere stato il principale artefice della creazione del Lyndon B. Johnson Space Center, il centro di controllo delle missioni per il volo spaziale umano.

Il progetto

Il progetto, frutto della collaborazione tra NASA, Agenzia Spaziale Europea e Canadian Space Agency (CSA), ha aperto nuove frontiere per l'astronomia a raggi infrarossi sfruttando tecnologie innovative e ha portato alla realizzazione di un telescopio molto più grande di Hubble, più leggero e immesso in un'orbita molto più lontana dalla Terra. Rispetto allo specchio principale di Hubble (di 2,4 m di diametro) il telescopio Webb è dotato di uno specchio primario di 6,5 m, costituito da 18 specchi esagonali in berillio ultraleggero. Con un tale specchio, JWST è in grado di studiare lunghezze d'onda nella banda infrarossa. Il telescopio è inoltre dotato di un grande scudo termico romboidale a cinque strati realizzato in Kapton, uno speciale materiale plastico che rimane stabile sia alle altissime sia alle bassissime temperature (è lo stesso materiale di cui è fatto lo strato esterno delle tute degli astronauti). Questa schermatura ha lo scopo di proteggere la struttura del telescopio dall'irraggiamento solare, garantendo una temperatura di operatività bassa. Tra le strumentazioni d’avanguardia vanno menzionati gli strumenti di misurazione che operano con una precisione nell'ordine dei picometri (un milionesimo di metro) e i micro-otturatori in grado di selezionare specifici spettri di luce durante un’unica sessione di osservazione, consentendo di analizzare oltre 100 oggetti contemporaneamente nello spazio profondo.

Nel progetto, particolare cura è stata posta nella scelta del punto in cui posizionare JWST. Dopo aver escluso l'orbita bassa terrestre per la pericolosità dei piccoli rottami che vi si trovano e per la presenza di atmosfera residua, anche se molto rarefatta, l’équipe dei ricercatori che getisce il progetto JWST ha espresso una netta preferenza per il punto lagrangiano L₂ del sistema Sole-Terra, posto a 1,5 milioni di chilometri dalla Terra, dove le attrazioni di Sole e Terra si bilanciano, sebbene in questa posizione orbitale è esclusa qualsiasi possibilità di operazioni di manutenzione come per Hubble. Questa proposta, che si è rivelata essere la soluzione definitiva, presenta degli evidenti vantaggi poiché garantisce una continua comunicazione tra il telescopio e il centro di controllo e una costante raccolta di dati (attraverso il Deep Space Network, DSN, un sistema che utilizza tre antenne radio collocate in aree appartenenti a continenti diversi: Australia, Spagna e California). Le informazioni così raccolte sono gestite dallo Space Telescope Science Institute (STScI) di Baltimora, che provvede alla loro divulgazione presso la comunità scientifica astronomica.

Il telescopio JWST utilizza una tecnologia a raggi infrarossi. Rispetto alla visualizzazione dei telescopi ottici a terra, che subiscono le interferenze causate dall’opacità dell’atmosfera terrestre (vapore acqueo, gas serra ecc.), le osservazioni a raggi infrarossi nello spazio permettono di osservare e studiare oggetti e porzioni dello spazio altrimenti non visibili. Questo tipo di osservazione consente di studiare i corpi a seconda delle loro proprietà termiche e fisiche: osservazioni nel medio e vicino infrarosso (per esempio, le osservazioni nel medio infrarosso riescono a raccogliere dati su nane brune, comete, pianeti ed esopianeti).

JWST è un telescopio “per uso generale”, progettato cioè per avere una certa versatilità che gli consenta di avere diversi campi di applicazione e studio. Grazie alle strumentazioni dedicate alla rilevazione di differenti lunghezze d'onda, le sue osservazioni sono quindi orientate a differenti obiettivi: la cosmologia e la nascita dell’universo; l’origine e l’evoluzione delle prime galassie; la nascita e la formazione di stelle e pianeti; l’evoluzione dei sistemi planetari e le condizioni necessarie allo sviluppo di forme di vita.

La missione

JWST è stato lanciato il 25 dicembre 2021. L'8 gennaio 2022 la NASA ha comunicato che lo specchio primario è stato dispiegato al 100% e il 24 gennaio il telescopio ha completato l'inserimento in orbita intorno al secondo punto di Lagrange (L₂). Le prime immagini catturate dal nuovo telescopio spaziale sono state diffuse dalla NASA il 12 luglio 2022: la comunità scientifica è concorde nell’affermare che, con la visione di queste prime visualizzazioni del Telescopio Spaziale James Webb, siamo di fronte all’inizio di una nuova era dell'astronomia.

Le spettacolari immagini trasmesse dal telescopio, catturate nella luce infrarossa, rivelano per la prima volta aree di nascita stellare precedentemente invisibili, come per esempio l’ammasso di galassie SMACS 0723, il bordo della gigantesca cavità gassosa all'interno della formazione stellare chiamata NGC 3324 nella Nebulosa Carina, la conformazione dettagliatissima della Nebulosa Anello del Sud (NGC 3132) e il Quintetto di Stephan, un gruppo di cinque galassie a 290 milioni di anni luce nella costellazione di Pegaso. Le immagini del Telescopio Webb - e i dati sorprendentemente dettagliati - consentiranno ai futuri ricercatori di catalogare con precisione le composizioni specifiche delle galassie nell'universo primordiale, una novità che potrebbe ridefinire le teorie sull’evoluzione dellle galassie nel corso di miliardi di anni.