Il suo lancio per il momento è confermato nel 2021, e diventerà il principale Osservatorio spaziale al mondo per lo studio del nostro Sistema Solare e dei sistemi planetari di altre stelle, ma anche per studiare le misteriose strutture alle origini del nostro Universo. Il JWST (James Webb Space Telescope) sarà guidato dalla NASA in collaborazione con le agenzie spaziali europea e canadese, e uno dei suoi primi obiettivi sarà modellare il nucleo della nostra vicina, la galassia Centaurus A.
Centaurus A è una galassia gigante e vicina, facilmente osservabile e fotografabile con la nostra strumentazione amatoriale, ma le sue sembianze possono ingannare!
Quello che osserviamo sono fasce di scura polvere interstellare e ammassi di giovani stelle blu che attraversano la sua regione centrale, anche nel vicino infrarosso e ultravioletto la galassia appare tutto sommato quieta, ma spingendosi a lunghezze d’onda più estreme si rivela per quello che è davvero. Passando ai raggi X e alla luce radio, ecco che dal nucleo di quella che è una galassia ellittica deforme, vediamo spettacolari getti di materiale espulsi, ben oltre i limiti della galassia, dal suo buco nero supermassiccio attivo — noto come nucleo galattico attivo.
Ma cosa sta accadendo nel suo nucleo per provocare tutta questa attività? Saranno Nora Lützgendorf e Macarena García Marín dell’Agenzia spaziale europea che tenteranno per la prima volta a rispondere, e confermare le teorie, a queste domande utilizzando il telescopio spaziale James Webb, che consentirà ai ricercatori di scrutare attraverso il suo nucleo polveroso ottenendo immagini ad alta risoluzione.
«Ci sono così tante cose in ballo in Centaurus A», spiega Lützgendorf. «I gas, il disco e le stelle della galassia si muovono tutti sotto l’influenza del suo buco nero supermassiccio centrale. Poiché la galassia è così vicina a noi, saremo in grado di utilizzare Webb per creare mappe bidimensionali per vedere come il gas e le stelle si muovono nella sua regione centrale, come sono influenzate dai getti del suo nucleo galattico attivo, e potremo in definitiva caratterizzare meglio la massa del suo buco nero “.
Cosa sappiamo di Centaurus A? Sicuramente è una galassia ben studiata finora, grazie proprio alla sua vicinanza: circa 13 milioni di anni luce. Risolta per la prima volta nella metà del 1800, proprio questa sua apparenza tranquilla, anche se deforme, l’ha tenuta fuori dagli interessi degli astronomi fino agli anni ’50, quando iniziò l’osservazione radio e i suoi getti vennero alla luce.
Nel 1954, si è così scoperto che Centaurus A deve essere il risultato della fusione di due galassie, che in seguito si è stimato potesse essere accaduto attorno ai 100 milioni di anni fa.
Nei primi anni 2000, è arrivata la stima della nascita dei due getti gemelli, che escono dal nucleo in direzioni opposte, datata circa 10 milioni di anni. Ma esaminandola nell’insieme dello spettro elettromagnetico è evidente che c’è molto altro da studiare e scoprire.
«Gli studi a lunghezze d’onda multiple di qualsiasi galassia sono come gli strati di una cipolla. Ogni lunghezza d’onda mostra qualcosa di diverso», spiega Marín. «Con gli strumenti del vicino e medio infrarosso di Webb, potremo vedere gas e polveri molto più freddi rispetto alle precedenti osservazioni e impareremo molto di più sull’ambiente al centro della galassia».
Il team guidato da Lützgendorf e Marín osserverà Centaurus A non solo scattando immagini con il telescopio spaziale Webb, ma raccogliendo gli spettri elettromagnetici della luce emessa dalla galassia, che riveleranno informazioni ad alta risoluzione su temperature, velocità e composizioni del materiale al centro della galassia.
In particolare, lo spettrografo nel vicino infrarosso di Webb (NIRSpec and Mid-Infrared Instrument – MIRI) fornirà al team di ricerca una combinazione di dati: un’immagine più uno spettro all’interno di ciascun pixel di quell’immagine. Ciò consentirà ai ricercatori di costruire mappe in due dimensioni che li aiuteranno a identificare cosa sta succedendo dietro il velo di polvere al centro e ad analizzarlo da molte angolazioni in profondità.
Paragonando la galassia ad un giardino, in cui i botanici classificano le singole piante in base a specifiche caratteristiche, Marín spiega le differenze dalle precedenti osservazioni: «Se scatti un’istantanea di un giardino da una grande distanza, vedrai qualcosa di verde, ma con Webb saremo in grado di vedere le singole foglie e fiori, i loro steli e forse anche il terreno sottostante». Un paragone che rivela quanto il nuovo telescopio possa rivoluzionare la nostra conoscenza dell’Universo.
In altre parole, l’insieme degli spettri permette di osservare la galassia su molti livelli, che consentiranno al team di definire meglio, con precisione, cosa è presente e dove si trova. Il confronto con gli studi precedenti permetterà di confermare quanto già sappiamo, perfezionarlo o addirittura aprire nuovi orizzonti identificando nuove strutture.
Le mappe ad altissima risoluzione delle velocità del gas e delle stelle al centro del Centaurus A permetteranno ai ricercatori anche di modellare meglio le dinamiche e le caratteristiche del buco nero al centro della galassia: «Abbiamo in programma di utilizzare queste mappe per modellare come l’intero disco al centro della galassia si sposta per determinare con maggiore precisione la massa del buco nero», spiega Lützgendorf.
Sapendo come la gravità di un buco nero influenza la rotazione del gas vicino, in definitiva sarà possibile con i dati di Webb “pesare” il buco nero nel Centaurus A.
I ricercatori sperano anche di aprire nuovi orizzonti. «È possibile che troveremo cose che non abbiamo ancora considerato», spiega Lützgendorf, e Marin concorda: «L’aspetto più interessante di queste osservazioni è la potenzialità di fare nuove scoperte. Penso che potremmo trovare qualcosa che ci farà tornare sui vecchi dati raccolti e reinterpretare ciò che è stato visto in precedenza».
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Coelum Astronomia di Marzo 2021
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