Le cinque immagini che hanno cambiato la storia della scienza

Il James Webb Telescope sta per partire per lo spazio, dove osserverà l’universo nell’infrarosso vicino al Big Bang. E se avrà successo, spingerà i confini della nostra conoscenza astronomica che è stata fatta dal suo predecessore: il telescopio spaziale Hubble. Era il 24 aprile 1990, quando cinque astronauti a bordo della navetta spaziale Discovery depositarono il telescopio spaziale in orbita a 600 chilometri sopra la superficie terrestre. Dopo aver risolto un problema con gli specchi – che non ci permetteva di osservare con precisione gli oggetti dell’universo – grazie ad una missione con un’altra navetta nel 1993, l’occhio di Hubble iniziò a mostrare cose che non avevamo visto prima, portandoci grosso modo ai limiti di tempo e spazio.

A partire dal nostro sistema solare, ci ha permesso, anno dopo anno, di fotografare i pianeti, di osservare l’evoluzione generale della loro atmosfera o di fotografare fenomeni davvero unici. Come, ad esempio, quando ha osservato il volo estremo della cometa Schoemaker-Levy 9 che si è schiantato a causa della gravità di Giove al suo passaggio nell’estate del 1992. Due anni dopo Hubble ha seguito la scheggia mentre cadeva nel nucleo. Atmosfera di Giove. Poi ha trasmesso bellissime immagini delle cicatrici causate dalla collisione.

Nel corso degli anni, ha documentato la nascita turbolenta di stelle quasi ovunque nella nostra galassia. Con i suoi strumenti di osservazione a infrarossi, è stato in grado di perforare le nuvole di polvere che circondano la Star Cradle, rivelandole come non le avevamo mai viste prima. Una delle immagini più emozionanti che ha rilasciato per noi è quella in cui si possono vedere dischi di polvere attorno ad alcune stelle appena nate nascoste nelle profondità della Nebulosa di Orione. Lì stanno nascendo sistemi solari completamente nuovi, proprio come nel nostro quattro miliardi e mezzo di anni fa.

Le stelle spesso terminano la loro vita in modo catastrofico, disintegrandosi in gigantesche esplosioni di stelle, note come supernovae. Per alcuni gloriosi mesi, potrebbe diventare tra le cose più luminose dell’intero universo, superando in splendore tutte le altre stelle della loro galassia. Tra questi, Hubble ha assistito alla scena della supernova 1987A. Il telescopio ha osservato un anello di gas formatosi attorno al punto dell’esplosione della supernova. Nel corso degli anni, ho visto apparire alcuni punti luminosi lungo l’anello, come se fosse una pietra preziosa su una collana. Quelle perle cosmiche sono state accese dalle onde d’urto supersoniche rilasciate quando la stella è esplosa.

Poi ha studiato e fotografato le galassie, che sono enormi isole di stelle come la nostra che contengono centinaia di miliardi al loro interno. E sebbene l’universo sia composto da più vuoto che materia, le galassie possono scontrarsi. Non dimenticare la foto del Bullet Cluster in cui due giganti gruppi di galassie si scontrano a circa 3 miliardi 720 milioni di anni luce da noi.

Quindi “controlla” cosa sta succedendo vicino ai buchi neri. Ogni galassia ha un buco nero nel suo nucleo, e Hubble ha studiato il movimento delle stelle vicine, raccogliendo dati che ci hanno permesso di ottenere le masse dei buchi neri. Ciò che si trova al centro della nostra galassia, ad esempio, ha una massa 4 milioni di volte quella del Sole. Hubble ci ha anche permesso di osservare le “lenti gravitazionali”.

Sono una specie di miraggio dell’universo. Si formano perché la gravità piega lo spazio e quindi devia i raggi luminosi. Accade così che la luce proveniente da galassie lontane sia distorta e amplificata dal campo gravitazionale degli oggetti (come le galassie molto massicce) che incontra nel suo cammino verso la Terra. È come guardare attraverso un’enorme lente d’ingrandimento e il risultato è il cosiddetto effetto ‘lente gravitazionale’.

Anche grazie a Hubble, misurando il “red shift” (fenomeno simile a quello che accade al suono della sirena di un’ambulanza quando si allontana dall’ascoltatore: il suono viene “stirato” proprio perché l’ambulanza stessa viene rimossa) dal oggetti più distanti è stato in grado di individuare all’inizio la Luce e quindi l’età dell’universo, che risulta essere di 13 miliardi e 800 milioni di anni.

E poi c’è l’immagine allegorica non solo di ciò che Hubble ha potuto osservare, ma di tutta l’umanità: “il campo è molto profondo”. È un’immagine che mostra quasi 10.000 galassie di diverse età, dimensioni, forme e colori. Le galassie più piccole e rossastre, circa 100, potrebbero essere tra le più lontane conosciute, esistite quando l’universo aveva solo 800 milioni di anni. Le galassie più antiche – le galassie a spirale ed ellittiche più grandi, luminose e visibili – si sono formate circa un miliardo di anni fa, quando l’universo aveva 13 miliardi di anni. L’immagine ha richiesto 800 esposizioni, scattate durante le 400 orbite di Hubble intorno alla Terra. Il tempo di esposizione totale è stato di 11 giorni e mezzo. Ma la vita di Hubble non è finita. Le sue osservazioni continueranno insieme a quelle del James Webb Telescope.