Ep. 42 – Osservando lo Spazio Profondo

James Webb svela nuove galassie primordiali

Il James Webb Space Telescope continua a rivoluzionare la cosmologia osservando galassie nate appena 200–300 milioni di anni dopo il Big Bang, una popolazione molto più numerosa e luminosa del previsto. A interpretare questi risultati è Laura Pentericci, dirigente di ricerca INAF e docente alla Sapienza. L’astrofisica sottolinea come le osservazioni del Webb stiano mettendo in discussione modelli consolidati sulla formazione delle prime strutture cosmiche.

Perché osservare l’Universo dallo spazio

Secondo Pentericci, la forza del James Webb deriva dalla possibilità di osservare nell’infrarosso profondo, una regione dello spettro che permette di intercettare la luce “arrossata” dell’universo primordiale. L’assenza dell’atmosfera, la temperatura estremamente bassa e la sensibilità degli strumenti a bordo consentono di ottenere immagini impossibili dalla superficie terrestre. Per questo il Webb, lanciato il 25 dicembre 2021, rappresenta un salto evolutivo rispetto a Hubble, operativo dal 1990.

Le differenze tra Hubble e James Webb

Le differenze tra i due telescopi sono decisive: Hubble osserva principalmente nell’ultravioletto e nel visibile con uno specchio da 2,4 metri, mentre Webb dispone di uno specchio segmentato da 6,5 metri, ideato per essere ripiegato nel lanciatore Ariane 5. Gli “occhi” del nuovo telescopio coprono il vicino, medio e lontano infrarosso, aprendo una finestra sul periodo in cui le prime galassie stavano prendendo forma.

Troppe galassie troppo presto

Pentericci evidenzia come le osservazioni iniziali abbiano sorpreso la comunità scientifica: «Ci aspettavamo poche galassie lontane. Ne abbiamo trovate decine, troppo numerose e troppo luminose». Alcune sono così compatte da apparire come punti di luce concentrati, segno che i processi di accrescimento e fusione che hanno portato alle galassie moderne erano già attivi molto presto.

I buchi neri supermassicci che non dovrebbero esistere

Tra le scoperte più destabilizzanti ci sono i buchi neri supermassicci presenti nelle giovani galassie. Molti appaiono già enormi nonostante l’universo fosse agli albori: un risultato difficile da conciliare con i modelli attuali, secondo cui i buchi neri crescono lentamente alimentandosi di gas. «Sono troppo grandi, troppo presto» osserva Pentericci, spiegando come questo costringa gli astronomi a rivedere i meccanismi di crescita e il rapporto tra massa del buco nero e massa della galassia ospite.

Lo “zoo” delle galassie nelle varie epoche cosmiche

Il James Webb permette inoltre di analizzare la forma delle galassie nelle diverse epoche. Le più antiche appaiono irregolari e frammentate, mentre nell’universo locale dominano spirali, ellittiche e lenticolari. Capire il passaggio da questi embrioni caotici alle strutture mature della Via Lattea è oggi uno dei maggiori fronti di ricerca.

La vita operativa del James Webb

Nonostante sia operativo da soli quattro anni, il Webb ha già superato le aspettative in termini di durata. Le previsioni iniziali indicavano almeno cinque anni di attività minima, ma i consumi ridotti suggeriscono che il telescopio potrebbe restare attivo per oltre dieci anni. Una prospettiva che apre la strada a nuove scoperte sull’origine delle galassie, sul ruolo dei buchi neri e sull’evoluzione dell’universo nei suoi primi istanti.

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