Ora abbiamo visto i primi dati dal telescopio spaziale James Webb. Ha osservato le atmosfere di pianeti lontani, gruppi di galassie vicine, la luce delle galassie piegata dalla materia oscura invisibile e le nubi di gas e polvere nei vivai stellari.

Abbiamo anche visto titoli che affermano che Webb ha trovato "le galassie più antiche che abbiamo mai visto", ma cosa significa?

Sono un astronomo professionista che studia le vecchie galassie e anche io trovo questo un po' sconcertante.

Guardare lontano, guardare indietro

Uno degli obiettivi scientifici chiave di Webb è guardare indietro nel tempo e osservare l'universo primordiale. Webb può farlo perché, come tutti i telescopi, è una macchina del tempo.

La luce viaggia a 300.000 chilometri al secondo, quindi quando guardiamo la luna la vediamo com'era un secondo fa. Poiché i pianeti del nostro sistema solare sono distanti milioni o miliardi di chilometri, li vediamo come erano minuti o ore fa.

Andando ancora oltre, quando osserviamo galassie lontane con i telescopi, spesso osserviamo la luce che ha impiegato milioni o miliardi di anni per raggiungerci. Ciò significa che stiamo vedendo queste galassie come erano milioni o miliardi di anni fa.

Cosa ha visto James Webb?

Il telescopio spaziale James Webb è in grado di vedere galassie più lontane rispetto ad altri telescopi, incluso il telescopio spaziale Hubble.

I miei eccellenti studenti estivi @sophmjewell e @claraluciep hanno realizzato questa bellissima immagine a colori della nostra galassia redshift 16.7 dal nuovo articolo di @cdonnanastro. Questa galassia si trova a 35 miliardi di anni luce di distanza, osservata come se fosse solo 235 milioni di anni dopo il Big Bang @NASAWebb @BBCAmos pic.twitter.com/JD1DCkLgUS

— Adam Carnall (@ACCarnall) 26 luglio 2022

Come Hubble, è al di sopra dell'atmosfera luminosa e turbolenta della Terra. Tuttavia, mentre Hubble ha uno specchio di 2,3 metri per focalizzare la luce, Webb ha un vasto specchio di 6,5 metri formato da 18 segmenti esagonali. Infine, Webb è ottimizzato per rilevare la luce infrarossa, che è ciò che osserviamo dalle galassie più lontane poiché l'espansione dell'universo ha esteso la luce ultravioletta e infrarossa nell'infrarosso.

Tra i primi dati ottenuti da Webb c'erano immagini a infrarossi che guardavano verso un ammasso di galassie chiamato SMACS 0723.

La luce di SMACS 0723 ha impiegato 4,6 miliardi di anni per raggiungerci, quindi la vediamo com'era 4,6 miliardi di anni fa. È leggermente più vecchio del Sole e della Terra, che si sono formati solo 4,56 miliardi di anni fa.

Nelle ultime settimane, le galassie ben oltre SMACS 0723 hanno attirato l'attenzione. Webb ha rilevato un certo numero di galassie in direzione di SMACS 0723 e altre regioni che potrebbero essere così lontane che la loro luce ha impiegato 13,5 miliardi di anni per raggiungerci.

Dico "potrebbe" perché saranno necessari più dati per confermare assolutamente le loro distanze, ma alcune di queste galassie sono candidati molto interessanti (altre meno).

Poiché la luce ha impiegato 13,5 miliardi di anni per raggiungerci, stiamo vedendo queste galassie come erano 13,5 miliardi di anni fa. L'universo stesso ha 13,8 miliardi di anni, quindi potremmo vedere le galassie come se fossero solo poche centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang.

Giovani, vecchi o in anticipo?

Sebbene queste galassie molto lontane siano state pubblicizzate come le "galassie più antiche", trovo che questo sia un po' confuso. In realtà stiamo vedendo queste galassie come apparivano quando erano molto giovani, forse un centinaio di milioni di anni o giù di lì.

È vero che queste galassie saranno vecchie ora, ma anche la nostra galassia, la Via Lattea, è molto vecchia ora. Mentre il nostro Sole ha 4,56 miliardi di anni, molte stelle nella nostra galassia hanno 10 miliardi di anni e alcune stelle nella Via Lattea hanno 13 miliardi di anni.

Inoltre, le galassie molto lontane che Webb ha individuato oggi sembreranno molto diverse. Le galassie crescono acquisendo gas e materia oscura, formando nuove stelle e fondendosi con altre galassie.

Una piccola galassia che stava vigorosamente formando stelle subito dopo il Big Bang potrebbe aver finito per essere il seme di una galassia che oggi è molto massiccia e ha smesso di formare stelle molto tempo fa. Quella piccola galassia e le sue vecchie stelle avrebbero anche potuto finire per essere solo una parte di una galassia più grande formata relativamente di recente dalla fusione di galassie.

Un record destinato a scendere

Quindi dovremmo chiamare queste galassie più lontane giovani o vecchie? Forse nessuno dei due.

James Webb sta vedendo il prima galassie ancora osservate, alcune delle prime galassie che si sono formate subito dopo il Big Bang.

Ho lanciato un ultimo avvertimento:"ancora osservato". Webb ha appena iniziato la sua missione e le analisi attuali si basano su dati raccolti nell'arco di ore.

Con giorni di dati, Webb spingerà la sua vista verso oggetti più deboli e più lontani e vedrà galassie ancora più lontane. Il record per la galassia più distante e quindi prima osservata probabilmente crollerà alcune volte prima della fine dell'anno. + Esplora ulteriormente

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Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.