Il 25 dicembre 2021, dopo decenni di sviluppo e 10 miliardi di dollari di investimento, il James Webb Space Telescope è partito dalla Guyana Francese. Oggi, dal suo posto nel freddo profondo dello spazio a 1,5 milioni di km dalla Terra, sta riscrivendo quello che sappiamo sulle prime galassie, sugli esopianeti e sulla chimica dell'universo.
Come funziona e perché è così potente
Webb opera principalmente nell'infrarosso — lunghezze d'onda più lunghe della luce visibile, che l'occhio umano non vede. Questo lo rende capace di due cose fondamentali. Prima: penetrare le nubi di gas e polvere che nascondono le regioni di formazione stellare. Seconda: ricevere luce da galassie così lontane che il loro spostamento verso il rosso cosmologico (redshift) ha trasformato la loro luce ultravioletta originaria in infrarosso.
Il suo specchio principale misura 6,5 metri di diametro — quasi tre volte quello di Hubble. Per stare nel razzo Ariane 5, si è dovuto ripiegare come un origami spaziale in 18 segmenti esagonali. Una volta in orbita, si è dispiegato in sequenza nell'arco di due settimane in una delle operazioni più complesse mai eseguite nello spazio.
L'ammasso di galassie SMACS 0723 a 4,6 miliardi di anni luce di distanza — con archi di galassie ancora più lontane, deformate dal lensing gravitazionale dell'ammasso. Webb ha catturato in 12,5 ore ciò che Hubble avrebbe impiegato settimane a fotografare. L'immagine mostrava galassie esistite 13 miliardi di anni fa — quasi all'inizio dell'universo.
Le galassie primordiali che hanno sconvolto la cosmologia
Una delle prime sorprese di Webb è stata trovare galassie massive e già strutturate solo 300-500 milioni di anni dopo il Big Bang — molto prima di quanto i modelli cosmologici prevedessero. Galassie come JADES-GS-z14-0, rilevata nel 2024, esisteva quando l'universo aveva appena 290 milioni di anni. Aveva già 500 milioni di masse solari di stelle.
Secondo i modelli precedenti, in così poco tempo non avrebbe dovuto essere possibile accumulare tanta materia. I cosmologi stanno ora rivedendo i modelli di formazione delle prime strutture — forse le prime stelle si formavano più velocemente, o c'erano meccanismi diversi di accumulo di materia oscura.
🔭 Hubble Space Telescope
- Specchio: 2,4 m
- Luce visibile + UV + infrarosso vicino
- Orbita bassa: 550 km
- Galassia più lontana: z≈11 (400 milioni anni dopo BB)
- Attivo dal 1990
🌐 James Webb Space Telescope
- Specchio: 6,5 m (18 segmenti)
- Infrarosso medio e vicino
- Punto L2: 1,5 milioni km
- Galassia più lontana: z≈14 (290 milioni anni dopo BB)
- Attivo dal 2022
Gli esopianeti e le loro atmosfere
Webb ha dimostrato di poter analizzare le atmosfere dei pianeti attorno ad altre stelle con una precisione mai raggiunta prima. Attraverso la spettroscopia di trasmissione — misurare come la luce di una stella cambia quando il pianeta le passa davanti — riesce a identificare molecole nell'atmosfera dell'esopianeta.
Su WASP-39b, un gigante gassoso caldo a 700 anni luce, Webb ha identificato anidride carbonica (CO₂), vapore acqueo, anidride solforosa (SO₂) e altri composti. È stata la prima rilevazione definitiva di CO₂ nell'atmosfera di un esopianeta. Sulla super-Terra K2-18b ha rilevato tracce di dimetil solfuro — una molecola prodotta sulla Terra quasi esclusivamente da organismi viventi, anche se il risultato richiede ulteriori conferme.
| Scoperta | Data | Significato |
|---|---|---|
| Galassie a z>12 (universo a 400 Ma) | 2022 | Mettono in discussione modelli di formazione galattica |
| CO₂ su WASP-39b | 2022 | Prima rilevazione definitiva di CO₂ su esopianeta |
| Nebulosa Carena in IR | 2022 | Centinaia di protostelle mai viste prima |
| JADES-GS-z14-0 (z=14,32) | 2024 | Galassia più lontana mai osservata (290 Ma dopo BB) |
| DMS su K2-18b (possibile biosegnale) | 2023 | Candidato biosegnale (da confermare) |
📖 Glossario
Redshift (spostamento verso il rosso)Allungamento della lunghezza d'onda della luce di oggetti che si allontanano — più alto il valore z, più lontano e antico l'oggetto. Spettroscopia di trasmissioneTecnica per analizzare la composizione di un'atmosfera osservando come assorbe selettivamente la luce della stella madre durante un transito. Punto L2 di LagrangePunto nello spazio dove la gravità del Sole e della Terra si bilanciano con la forza centrifuga — ideal per telescopi stabili e lontani dal calore terrestre. ProtostellaOggetto in fase di formazione stellare ancora avvolto dalla nube di gas e polvere da cui si sta contraendo — solo l'infrarosso penetra questa nube.🧠 Sfida Webb!
Quanto è grande lo specchio del James Webb rispetto a quello di Hubble?
Perché Webb usa la luce infrarossa invece di quella visibile?
Domande frequenti
Webb è già stato visitato per riparazioni come Hubble?
No, e quasi certamente non lo sarà mai. Hubble orbita a soli 550 km di quota, raggiungibile dallo Space Shuttle. Webb si trova a 1,5 milioni di km dalla Terra, al punto L2 — fuori dalla portata di qualsiasi veicolo con equipaggio attuale. Per questo ogni componente è stato progettato con la massima ridondanza e testato con la massima cura prima del lancio.
Per quanto tempo funzionerà Webb?
La progettazione garantiva almeno 10 anni di operatività. Il lancio è stato così preciso che il carburante per le correzioni di orbita è quasi intatto, e le stime attuali parlano di 20+ anni di operatività. Webb continuerà a lavorare ben oltre metà degli anni 2040.
Cosa succederà quando Webb si fermerà?
ESA e NASA stanno già progettando successori. Il Roman Space Telescope (NASA) sarà lanciato prima del 2027 e opererà nel visibile. In Europa si lavora a concetti per telescopi ancora più grandi. Ma Webb resterà il punto di riferimento per decenni.
Sintesi finale
Il James Webb Space Telescope sta riscrivendo la storia dell'universo: galassie formate 290 milioni di anni dopo il Big Bang sfidano i modelli cosmologici, atmosfere di esopianeti rivelano molecole mai viste prima, e nebulose mostrano protostelle nascoste. In meno di tre anni di operatività, Webb ha già prodotto più scoperte trasformative di qualsiasi altro telescopio nella storia. E ha ancora due decenni davanti a sé.
Fonti
NASA, James Webb Space Telescope (jwst.nasa.gov); ESA, Webb News; Carniani et al., Spectroscopic confirmation of JADES-GS-z14-0, Nature, 2024; Madhusudhan et al., Carbon-bearing molecules in K2-18b's atmosphere, ApJ Letters, 2023; NASA/STScI, Prime immagini rilasciate il 12 luglio 2022.
