Gli astronomi sono stati costretti a ripensare ai primi risultati del telescopio Webb

I ricercatori della collaborazione del CEERS osservano la prima immagine del campo profondo di JWST presso il Visualization Lab del Texas Advanced Computing Center

Gli astronomi hanno studiato attentamente i primi dati del telescopio spaziale James Webb.Credito: Nolan Zunk/Università del Texas ad Austin

Gli astronomi sono stati così entusiasti di utilizzare il nuovo telescopio spaziale James Webb che alcuni sono andati un po’ più avanti di se stessi. Molti hanno iniziato ad analizzare i dati Webb subito dopo il rilascio del primo batch, il 14 luglio, e rapidamente i loro risultati sui server di prestampa, ma ora devono rivederli. I rivelatori del telescopio non erano stati calibrati a fondo quando furono resi disponibili i primi dati, e questo fatto è sfuggito ad alcuni astronomi nella loro eccitazione.

Le revisioni finora non sembrano cambiare sostanzialmente molti dei primi entusiasmanti risultati, come la scoperta di un certo numero di candidati per la galassia più lontana mai individuata. Ma il processo di calibrazione in corso sta costringendo gli astronomi a fare i conti con i limiti dei primi dati di Webb.

Capire come rifare il lavoro è “spinoso e fastidioso”, afferma Marco Castellano, astronomo dell’Istituto Nazionale di Astrofisica di Roma. “C’è stata molta frustrazione”, afferma Garth Illingworth, astronomo dell’Università della California, Santa Cruz. “Penso che nessuno si aspettasse davvero che questo fosse un problema così grande come sta diventando”, aggiunge Guido Roberts-Borsani, astronomo dell’Università della California, a Los Angeles.

La calibrazione è particolarmente impegnativa per i progetti che richiedono misurazioni precise della luminosità di oggetti astronomici, come galassie deboli e lontane. Per diverse settimane, alcuni astronomi hanno messo insieme soluzioni alternative in modo da poter continuare le loro analisiuno. Il prossimo round ufficiale di aggiornamenti delle calibrazioni di Webb è previsto nelle prossime settimane dallo Space Telescope Science Institute (STScI) di Baltimora, nel Maryland, che gestisce il telescopio. Questi aggiornamenti dovrebbero ridurre le barre di errore sulle calibrazioni del telescopio dalle decine di punti percentuali che hanno infastidito gli astronomi in alcune aree, fino a pochi punti percentuali. E l’accuratezza dei dati continuerà a migliorare man mano che gli sforzi di calibrazione proseguiranno nei prossimi mesi.

La prima immagine NIRCam Deep Field prodotta dal telescopio spaziale James Webb della NASA.

Questa è la prima immagine scientifica rilasciata pubblicamente dal telescopio Webb, l’11 luglio, che mostra uno sguardo a campo profondo del cielo che include un certo numero di galassie lontane.Crediti: NASA, ESA, CSA, STScI

Lo STScI ha chiarito che le calibrazioni iniziali del telescopio erano approssimative, afferma Jane Rigby, scienziata del progetto operativo per Webb presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland. Gran parte del problema deriva dal fatto che Webb, lanciato nel dicembre 2021, è un nuovo telescopio i cui dettagli sono ancora in fase di elaborazione. “È passato molto tempo dall’ultima volta che la comunità ha avuto un telescopio nuovo di zecca nello spazio, un grande telescopio con questi poteri incredibilmente trasformativi”, afferma Rigby.

“Sapevamo che non sarebbe stato perfetto fin da subito”, afferma Martha Boyer, un’astronoma dello STScI che sta aiutando a guidare gli sforzi di calibrazione2.

Polemica sulla calibrazione

Tutti i telescopi devono essere calibrati. Questo di solito viene fatto osservando una stella ben nota come Vega, una stella prominente nel cielo notturno. Gli astronomi esaminano i dati raccolti dai vari strumenti del telescopio, come la luminosità della stella a diverse lunghezze d’onda della luce, e li confrontano con le misurazioni della stessa stella da altri telescopi e con gli standard di laboratorio.

Lavorare con i dati Webb comporta diversi tipi di calibrazione, ma la controversia attuale riguarda uno degli strumenti principali del telescopio, la sua Near Infrared Camera (NIRCam). Nei sei mesi successivi al lancio di Webb, i ricercatori STScI hanno lavorato per calibrare NIRCam. Ma date le richieste a Webb, hanno avuto solo il tempo sufficiente per puntarlo su una o due stelle di calibrazione e per acquisire dati utilizzando solo uno dei dieci rilevatori di NIRCam. Hanno quindi stimato le calibrazioni per gli altri nove rivelatori. “Ecco dove c’era un problema”, dice Boyer. “Ogni rilevatore sarà leggermente diverso.”

Pochi giorni dopo il primo rilascio di dati Webb, sul server di pubblicazione preliminare di arXiv iniziarono ad apparire documenti non sottoposti a revisione paritaria, che riportavano più candidati per la galassia più lontana mai registrata. Questi studi si basavano sulla luminosità di oggetti distanti, misurata con Webb a varie lunghezze d’onda. Quindi, il 29 luglio, lo STScI ha rilasciato una serie aggiornata di calibrazioni che erano sostanzialmente diverse da quelle con cui avevano lavorato gli astronomi.

“Ciò ha causato un po’ di panico”, afferma Nathan Adams, astronomo dell’Università di Manchester, nel Regno Unito, che, insieme ai suoi colleghi, ha sottolineato il problema in un aggiornamento del 9 agosto a un preprint pubblicato a fine luglio3. “Per coloro, me compreso, che avevano scritto un articolo nelle prime due settimane, era un po’: ‘Oh no, tutto ciò che abbiamo fatto è sbagliato, è necessario che vada tutto nella spazzatura?'”

Un giovane osservatorio

Per cercare di standardizzare tutte le misurazioni, lo STScI sta lavorando attraverso un piano dettagliato per puntare Webb su diversi tipi di stelle ben comprese e osservarle con ogni rivelatore in ogni modalità per ogni strumento del telescopio4. “Ci vuole solo un po’”, dice Karl Gordon, un astronomo dello STScI che aiuta a guidare lo sforzo.

Nel frattempo, gli astronomi hanno rielaborato manoscritti che descrivono galassie lontane sulla base dei dati Webb. “Tutti sono tornati e hanno dato una seconda occhiata, e non è così male come pensavamo”, dice Adams. Molti dei più eccitanti candidati di galassie lontane sembrano essere ancora vicini o vicini alla distanza originariamente stimata. Ma altri studi preliminari, come quelli che traggono conclusioni sull’Universo primordiale confrontando un gran numero di deboli galassie, potrebbero non resistere alla prova del tempo. Altri campi di ricerca, come gli studi planetari, non sono interessati tanto perché dipendono meno da queste misurazioni preliminari della luminosità.

“Ci siamo resi conto di quanto questa elaborazione dei dati sia una situazione in corso e in via di sviluppo, solo perché l’osservatorio è così nuovo e così giovane”, afferma Gabriel Brammer, astronomo dell’Università di Copenaghen che ha sviluppato calibrazioni Webb indipendentemente da lo STScI.

A lungo termine, gli astronomi risolveranno sicuramente la calibrazione e diventeranno più fiduciosi nelle loro conclusioni. Ma per ora, dice Boyer, “Direi alle persone di procedere con cautela: qualsiasi risultato che potrebbero ottenere oggi potrebbe non essere del tutto corretto tra sei mesi, quando avremo più informazioni. È solo una specie di “Procedi a tuo rischio”.

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *