Gli obiettivi scientifici del James Webb Space Telescope coprono una vasta gamma di argomenti e consentiranno lo studio di molte questioni aperte in astronomia.
Possono essere suddivisi in quattro aree principali:
Altri mondi - esopianeti:
Domande chiave: dove e come si formano e si sviluppano i sistemi planetari?
Con il campo in rapido sviluppo della ricerca sugli esopianeti - pianeti al di fuori del nostro sistema solare - Webb sarà in grado di contribuire a domande chiave come: la Terra è unica? Esistono altri sistemi planetari come il nostro? Siamo soli nell'universo?
James Webb studierà in dettaglio le atmosfere di un'ampia varietà di esopianeti. Cercherà un'atmosfera simile alla Terra e le firme di sostanze chiave come metano, acqua, ossigeno, anidride carbonica e molecole organiche complesse, sperando di trovare i mattoni della vita.
In tal modo, Webb integrerà il futuro telescopio spaziale di rilevamento atmosferico dell'esopianeta a infrarossi dell'ESA (Ariel), che studierà di cosa sono fatti gli esopianeti, come si sono formati e come si evolvono.
Inoltre, James Webb studierà anche i pianeti esterni del nostro sistema solare.
Molti esopianeti assomigliano a Nettuno e Urano, quindi lo studio dei pianeti nel nostro sistema solare può fornire nuove intuizioni per una migliore comprensione della formazione dei pianeti in generale.
Ciclo di vita delle stelle:
Domande chiave: come e dove si formano le stelle? Cosa determina la loro dimensione e massa? Come muoiono le stelle e in che modo la loro morte influisce sull'ambiente?
Le stelle trasformano gli elementi semplici dell'universo in elementi più pesanti e, attraverso esplosioni di supernova, li diffondono in tutto il cosmo. Osservando nella parte infrarossa dello spettro, Webb sarà in grado di guardare attraverso i gusci di polvere delle stelle appena nate. La sua sensibilità superiore consentirà inoltre agli astronomi di esaminare direttamente i deboli nuclei protostellari, le prime fasi della nascita delle stelle.
James Webb studierà le nane brune, oggetti deboli con una massa intermedia tra pianeti e stelle che non sono abbastanza massicci da soli per avviare reazioni di fusione e diventare stelle a tutti gli effetti. Webb determinerà come e perché nubi di polvere e gas collassano in stelle o diventano pianeti giganti gassosi o nane brune.
Webb vedrà anche le stelle più massicce esplodere come supernove e lasciare dietro di sé nuove nubi di polvere e gas, oltre a metalli pesanti che arricchiscono il cosmo, formando nuove generazioni di stelle.
Universo primordiale:
Domande chiave: che aspetto aveva l'universo primordiale? Quando sono apparse le prime stelle e galassie?
Per la prima volta nella storia umana, avremo l'opportunità di osservare direttamente la formazione delle prime stelle e galassie. La visione a infrarossi di Webb la trasforma in una potente macchina del tempo in grado di guardare indietro di 13,5 miliardi di anni, andando oltre la vista di Hubble che ci mostrava giovani galassie quando avevano solo poche centinaia di milioni di anni e piccole, compatte e irregolari.
La sensibilità di Webb alla radiazione infrarossa consentirà non solo di guardare al passato, ma anche di ottenere molte più informazioni sulle stelle e le galassie nell'universo primordiale. Mentre Hubble ha osservato "l'infanzia" delle galassie, Webb vedrà la loro fase "infante".
I dati di Webb aiuteranno anche a rispondere a domande scottanti su come si sono formati e cresciuti presto i buchi neri e quale impatto hanno avuto sulla formazione e sull'evoluzione dell'universo primordiale.
Prime galassie, materia oscura ed energia oscura:
Domande chiave: come si sono evolute le prime galassie nel tempo? Cosa possiamo imparare sulla materia oscura e sull'energia oscura?
L'universo di oggi è popolato da galassie - isole cosmiche, composte da centinaia di miliardi di stelle.
Le loro dimensioni e forme variano notevolmente, il che dà un'idea di come si sono formate e si sono sviluppate. Per i primi miliardi di anni, l'universo è stato molto dinamico, con galassie che si uniscono o si disgregano e stelle massicce di breve durata che esplodono in supernove.
Lavorando nell'infrarosso, Webb sarà in grado di osservare gran parte della luce di queste galassie primordiali e rilevare la nascita di stelle avvolte dalla polvere e buchi neri che assorbono materia.
Webb farà luce anche sulla materia oscura, materiale che riempie il cosmo ma non è direttamente visibile.
Pertanto, Webb completerà la futura missione dell'ESA Euclid, che mapperà la geometria dell'universo ed è specificamente progettata per studiare l'energia oscura, la forza dietro l'espansione accelerata dell'universo, e la misteriosa materia oscura.
2022-02-06 19:46:34
Autore: Vitalii Babkin