Il telescopio spaziale James Webb della NASA ha fornito finora l’immagine a infrarossi più profonda e nitida dell’universo distante. Il primo campo profondo di Webb è l’ammasso di galassie SMACS 0723 e brulica di migliaia di galassie, inclusi gli oggetti più deboli mai osservati nell’infrarosso.
L’immagine di Webb ha all’incirca le dimensioni di un granello di sabbia tenuto a distanza di un braccio, un minuscolo frammento del vasto universo. La massa combinata di questo ammasso di galassie agisce come una lente gravitazionale , ingrandendo le galassie più distanti, comprese alcune viste quando l’universo aveva meno di un miliardo di anni.
Questo campo profondo, ripreso dalla Near-Infrared Camera (NIRCam) di Webb, è un composto composto da immagini a diverse lunghezze d’onda, per un totale di 12,5 ore, raggiungendo profondità a lunghezze d’onda infrarosse oltre i campi più profondi del telescopio spaziale Hubble, che hanno richiesto settimane . E questo è solo l’inizio. I ricercatori continueranno a utilizzare Webb per esposizioni più lunghe, rivelando più del nostro vasto universo.
Questa immagine mostra l’ammasso di galassie SMACS 0723 come appariva 4,6 miliardi di anni fa, con molte più galassie davanti e dietro l’ammasso. Molto di più su questo ammasso verrà rivelato man mano che i ricercatori inizieranno a scavare nei dati di Webb. Questo campo è stato ripreso anche dal Mid-Infrared Instrument (MIRI) di Webb , che osserva la luce nel medio infrarosso.
La NIRCam di Webb ha messo a fuoco le galassie lontane: hanno strutture minuscole e deboli che non erano mai state viste prima, inclusi ammassi stellari e caratteristiche diffuse.
La luce di queste galassie ha impiegato miliardi di anni per raggiungerci. Stiamo guardando indietro nel tempo fino a un miliardo di anni dopo il big bang osservando le galassie più giovani in questo campo. La luce è stata allungata dall’espansione dell’universo alle lunghezze d’onda dell’infrarosso che Webb era stato progettato per osservare. I ricercatori inizieranno presto a saperne di più sulle masse, le età, le storie e le composizioni delle galassie.
Altre caratteristiche includono gli archi prominenti in questo campo. Il potente campo gravitazionale di un ammasso di galassie può piegare i raggi di luce provenienti da galassie più lontane dietro di esso, proprio come una lente d’ingrandimento piega e deforma le immagini. Le stelle vengono anche catturate con picchi di diffrazione prominenti, poiché appaiono più luminose a lunghezze d’onda più corte.
L’immagine MIRI di Webb offre un caleidoscopio di colori e luci dove si trova la polvere, un ingrediente importante per la formazione stellare e, in definitiva, per la vita stessa. Le galassie blu contengono stelle, ma pochissima polvere. Gli oggetti rossi in questo campo sono avvolti da spessi strati di polvere. Le galassie verdi sono popolate da idrocarburi e altri composti chimici. I ricercatori saranno in grado di utilizzare dati come questi per capire come le galassie si formano, crescono e si fondono tra loro e, in alcuni casi, perché smettono del tutto di formare stelle.
Oltre a scattare immagini, due degli strumenti di Webb hanno anche ottenuto spettri , dati che rivelano le proprietà fisiche e chimiche degli oggetti che aiuteranno i ricercatori a identificare molti più dettagli sulle galassie lontane in questo campo. L’array di micro-otturatori del Near Infrared Spectrograph (NIRSpec) di Webb ha osservato 48 singole galassie contemporaneamente – una nuova tecnologia utilizzata per la prima volta nello spazio – restituendo una serie completa di dettagli su ciascuna di esse. I dati hanno rivelato la luce di una galassia che ha viaggiato per 13,1 miliardi di anni prima che gli specchi di Webb la catturassero. I dati NIRSpec dimostrano anche quanto saranno dettagliati gli spettri delle galassie con le osservazioni Webb.
Infine, il Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS) di Webb ha utilizzato la spettroscopia Wide-Field Slitless per catturare contemporaneamente gli spettri di tutti gli oggetti nell’intero campo visivo. Tra i risultati, dimostra che una delle galassie ha un’immagine speculare . SMACS 0723 può essere visto vicino alla costellazione Volans nel cielo australe.
