Questa immagine dell'ammasso Westerlund 2 include osservazioni sia nel visibile che nell'infrarosso da Hubble, ed è stato rilasciato nel 2015 come parte del 25° anniversario del telescopio spaziale Hubble. L'area evidenziata, con l'ammasso di stelle, è stato creato da esposizioni alla luce visibile e al vicino infrarosso. La porzione ingrandita in bianco e nero mostra una nuova immagine dell'ammasso stellare in una sola lunghezza d'onda infrarossa. Questa immagine è stata scattata come parte del progetto scientifico preparatorio dell'astronoma Elena Sabbi, una delle tante osservazioni che gli astronomi utilizzeranno per identificare potenziali bersagli per il James Webb Space Telescope della NASA. Credito:NASA, ESA, l'Hubble Heritage Team (STScI/AURA), A. Nota (ESA/STScI), E. Sabbi (ESA/STScI), e il team scientifico di Westerlund 2
Il telescopio spaziale Hubble della NASA sta aiutando a identificare potenziali obiettivi celesti per il telescopio spaziale James Webb attraverso una serie di osservazioni scientifiche preparatorie da completare prima che Webb sia pronto a fare le proprie osservazioni.
Questo programma scientifico preparatorio è iniziato nel 2016 in risposta al desiderio degli astronomi di utilizzare le osservazioni di Hubble per preparare il terreno per Webb. Il programma ha segnato la prima volta che gli astronomi sono stati incoraggiati a presentare proposte scientifiche per le osservazioni di Hubble che potrebbero aprire la strada alle osservazioni di Webb. Finora, Sono state approvate 40 proposte.
L'utilizzo di più osservatori per analizzare gli stessi oggetti può identificare aspetti di quegli oggetti che l'utilizzo di un solo osservatorio non può. Hubble è stato progettato per osservare principalmente l'universo attraverso la luce visibile (sebbene sia anche in grado di vedere nell'ultravioletto e nel vicino infrarosso), mentre Webb è specificamente progettato per osservare l'universo alla luce infrarossa, attraverso sia l'imaging diretto che la spettroscopia. La spettroscopia misura lo spettro della luce, che gli scienziati analizzano per determinare le proprietà fisiche di ciò che viene osservato, compresa la temperatura, messa, e composizione chimica.
Diverse proposte scientifiche preparatorie nel programma promettono di utilizzare Hubble per fornire dati osservativi che Webb non è progettato per raccogliere. Hubble è in grado di vedere parti dello spettro della luce visibile che Webb non è in grado di osservare, e quindi può colmare potenziali lacune osservative. Per esempio, Hubble può esaminare gli esopianeti alla luce attraverso l'intero spettro elettromagnetico a sua disposizione, con enfasi sulle lunghezze d'onda ultraviolette e blu. Insieme alle capacità a infrarossi di Webb, entrambi i telescopi forniranno un quadro più completo dei sistemi degli esopianeti.
Altre proposte hanno l'obiettivo di utilizzare Hubble per portare parte del carico di lavoro per Webb, consentendo agli astronomi di utilizzare il loro tempo di osservazione con Webb in modo più efficiente. Gli astronomi potrebbero utilizzare Hubble per esaminare più bersagli e determinare la migliore strategia per Webb per eseguire ulteriori analisi. A seconda dei dati restituiti da Hubble, gli astronomi saprebbero osservare obiettivi con Webb in un'ampia gamma di lunghezze d'onda infrarosse o concentrarsi su intervalli di lunghezze d'onda più piccoli, dando loro così un punto di partenza migliore per le proprie osservazioni.
Hubble e Webb:sondare i dischi protoplanetari
Una specifica proposta scientifica preparatoria è stata presentata da un team di scienziati guidati da Elena Sabbi, un astronomo dello Space Telescope Science Institute di Baltimora, Maryland. Sabbi e il suo team utilizzano Hubble per esaminare i giovani, massiccio ammasso stellare Westerlund 2, situato a circa 20, 000 anni luce dalla Terra nella costellazione della Carena. Hanno trascorso un anno osservando l'ammasso e pianificano di osservarlo per altri due anni con Hubble.
Questa immagine in bianco e nero dell'ammasso stellare Westerlund 2 si concentra sulla parte centrale dell'ammasso. L'immagine è stata scattata da Hubble nella gamma di lunghezze d'onda di 800 nanometri, nella parte del vicino infrarosso dello spettro elettromagnetico appena al di fuori della gamma della luce visibile. Questa immagine è stata scattata come parte del progetto scientifico preparatorio dell'astronoma Elena Sabbi, uno dei quali è utilizzare Hubble per identificare oggetti di interesse per il James Webb Space Telescope della NASA. Credito:NASA, ESA, e E. Sabbi (ESA/STScI)
Uno degli obiettivi scientifici primari per Webb è osservare la nascita di stelle e sistemi protoplanetari, e le osservazioni di Sabbi promettono di catalogare centinaia di potenziali obiettivi su cui Webb potrebbe seguire. Sabbi e il suo team stanno usando Hubble per cercare stelle binarie nelle loro prime fasi di sviluppo, dove è probabile che siano circondati da dischi protoplanetari, dischi di gas e polvere densi che circondano stelle di nuova formazione e alla fine si uniscono in pianeti.
I sistemi stellari binari contengono due stelle in orbita attorno a un punto centrale comune, e si è scoperto che alcuni di questi sistemi ospitano pianeti. Gli astronomi stanno ancora cercando di capire come si formano ed evolvono i pianeti in un tale ambiente. Sabbi ha detto che la giovinezza di Westerlund 2 lo rende un ottimo candidato per capirlo, perché mentre un grappolo invecchia, le stelle binarie spesso si separano e vengono espulse dall'ammasso. Il primo anno di osservazioni del team ha mostrato che Westerlund 2 conteneva molte più stelle binarie del previsto, sulla base di altre osservazioni di ammassi stellari.
"Gli ammassi massicci sono luoghi molto affollati, come Times Square [di New York City] durante la notte di Capodanno, " spiegò Sabbi. "E, proprio come a Times Square le spinte e le tirate di altre persone possono separarti dai tuoi amici, la forza gravitazionale delle stelle vicine può separare una stella dalla sua compagna."
Lo strumento spettrografo nel vicino infrarosso (NIRSpec) del telescopio Webb potrebbe analizzare la composizione dei dischi protoplanetari che il team di Sabbi ha trovato attorno alle stelle binarie. Armato di questi dati, il team potrebbe quindi scoprire come la formazione dei pianeti differisce tra i sistemi stellari singoli e binari.
"La luce che proviene da questi sistemi planetari durante la formazione non può essere vista da Hubble, " spiegò Sabbi. " Hubble vede la luce provenire dalla stella, ma nei dati Webb la luce sarà dominata dal disco planetario."
Il telescopio spaziale veterano
Situato così vicino alla Terra, Hubble ha beneficiato di molteplici missioni di manutenzione per aggiornare i suoi componenti e gli strumenti scientifici, e quindi la sua capacità di osservare l'universo. Lanciato nel 1990, Hubble è in orbita attorno alla Terra e osserva il cosmo da 27 anni, ma ciò non significa che sia pronto per la pensione.
"Hubble è al culmine della sua capacità scientifica, " ha detto Jim Jeletic, vice responsabile del progetto per il programma Hubble presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland. Ha aggiunto che il veterano telescopio spaziale "ha ancora ridondanza in tutti i suoi sistemi critici" e potrebbe continuare la sua missione "anche nel prossimo decennio, " significa che Hubble e Webb potrebbero lavorare in tandem per gli anni a venire.
