Il telescopio spaziale James Webb (JWST) , il cui lancio è previsto per il 2021, è considerato il successore del telescopio spaziale Hubble. A differenza di Hubble, che orbita attorno alla Terra, il JWST orbiterà attorno al Sole a una distanza di circa 1,5 milioni di chilometri dalla Terra, una posizione nota come secondo punto Lagrange (L2). Questa posizione ha il vantaggio di ridurre al minimo il rumore della radiazione termica proveniente dalla Terra e dal Sole, consentendo al JWST di funzionare a temperature molto più basse, fondamentali per l’osservazione della radiazione infrarossa.

Il JWST è progettato principalmente per le osservazioni nell’infrarosso, un allontanamento significativo dall’attenzione di Hubble sulle osservazioni ottiche e ultraviolette. La radiazione infrarossa ha lunghezze d’onda molto più lunghe della luce visibile, quindi il JWST può scrutare attraverso la polvere cosmica regioni nascoste allo sguardo di Hubble.

Uno degli obiettivi scientifici più entusiasmanti del JWST è studiare le prime galassie che si formarono nell'Universo .

Secondo l’attuale comprensione dell’Universo, le prime galassie si formarono durante un periodo noto come alba cosmica, avvenuto circa 1 miliardo di anni dopo il Big Bang. Queste galassie primordiali sono incredibilmente deboli e finora solo poche sono state rilevate da Hubble. Il JWST sarà in grado di rilevare queste galassie molto più facilmente e si prevede che scoprirà una vasta popolazione di questi oggetti.

Lo studio di queste galassie primordiali fornirà preziose informazioni sull’Universo primordiale. Ad esempio, il JWST sarà in grado di misurare i tassi di formazione stellare in queste galassie e determinare come si evolvono nel tempo. Sarà inoltre possibile studiare la composizione chimica di queste galassie e conoscere le prime stelle che si formarono nell'Universo.

Il JWST è un progetto estremamente ambizioso e la sua costruzione e il suo lancio sono stati afflitti da numerosi ritardi e superamenti dei costi. Tuttavia, se riuscirà a superare con successo queste sfide, promette di rivoluzionare la nostra comprensione dell’Universo primordiale e di fornire informazioni sulla nascita e l’evoluzione delle prime galassie.

Ecco alcuni esempi specifici delle scienze che il JWST sarà in grado di fare riguardo alle galassie primordiali:

1. Rileva le prime stelle: Il JWST sarà in grado di rilevare le prime stelle che si formarono nell'Universo, che si prevede fossero estremamente massicce e luminose. Queste stelle potrebbero essere state responsabili della reionizzazione dell’Universo, che si pensa sia avvenuta circa 400.000 anni dopo il Big Bang.

2. Studia la formazione delle prime galassie: Il JWST sarà in grado di studiare come si sono formate ed evolute le prime galassie nel corso del tempo. Sarà in grado di misurare la crescita di queste galassie e determinare i processi che hanno portato alla loro formazione. Il JWST sarà anche in grado di studiare le interazioni tra le galassie e il modo in cui si fondono insieme per formare strutture più grandi.

3. Scopri la composizione chimica dell'Universo primordiale: Il JWST sarà in grado di studiare la composizione chimica dell'Universo primordiale misurando l'abbondanza di diversi elementi nelle prime stelle e galassie. Queste informazioni ci aiuteranno a capire come si sono formati gli elementi e come sono stati distribuiti nell'Universo.

4. Cerca segni di vita oltre la Terra: Il JWST sarà in grado di cercare segni di vita oltre la Terra studiando le atmosfere dei pianeti in orbita attorno ad altre stelle. Sarà in grado di rilevare molecole in queste atmosfere che sono essenziali per la vita, come acqua, ossigeno e metano. Il JWST sarà anche in grado di cercare esopianeti nelle zone abitabili delle loro stelle, dove potrebbe esistere acqua liquida sulla superficie.