La Nebulosa Testa di Cavallo come non l’avevamo mai vista: le immagini del telescopio James Webb

Il telescopio spaziale James Webb della NASA ha ottenuto una nuova immagine in infrarossi della nebulosa Testa di Cavallo, raggiungendo una risoluzione senza precedenti. Testa di Cavallo è una nube di gas e polveri in collasso a circa 1300 anni luce da noi, all'interno della più grande nebulosa di Orione. È una delle regioni più conosciute e osservate della Via Lattea, vista la sua forma suggestiva ed il suo ruolo fondamentale nella formazione delle stelle più luminose della nostra galassia, ma la nuova immagine del telescopio spaziale ci consente di studiarne con un dettaglio inedito la struttura e di ottenere importanti informazioni sulla sua composizione.

Cosa mostrano i dettagli delle immagini del JWST della nebulosa Testa di Cavallo

La nebulosa Testa di Cavallo deve il suo nome al fatto che la sua forma ricorda – se vista dalla Terra – la testa di un cavallo vista di profilo. È illuminata dalle stelle nelle vicinanze ed è opaca per via delle polveri presenti al suo interno (circa l'1% della massa della nebulosa). Nelle nuove immagini del James Webb Space Telescope non si intravede questa forma perché stiamo osservando soltanto un minuscolo dettaglio dell'intera nebulosa, come possiamo vedere in questa composizione che fa uso anche di immagini a campo più grande di altri telescopi spaziali (Euclid e Hubble).

Anche a prima vista è assolutamente impressionante il livello di dettaglio che è in grado di raggiungere il telescopio James Webb. farsi un’idea, la nebulosa si estende per circa 192.000 unità astronomiche (1 unità astronomica corrisponde alla distanza media tra la Terra e il Sole, circa 150 milioni di km), e le immagini riescono a risolvere dettagli di dimensione inferiore a 40 unità astronomiche: pochissimo in relazione alla distanza di questo oggetto! Quello che stiamo osservando è in realtà in falsi colori, perché il telescopio Webb ha raccolto questa immagine nel vicino infrarosso grazie alla sua camera NIRCam.

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La prima immagine a colori del telescopio spaziale James Webb

Di Filippo Bonaventura

James Webb possiede anche una camera (MIRI) che osserva nel medio infrarosso e ci ha regalato un'altra immagine spettacolare dei minuscoli dettagli nella superficie della nebulosa.

Ma cosa stiamo osservando esattamente in queste immagini? Le nebulose oscure come la Testa di Cavallo sono una sede fondamentale in cui si formano delle nuove stelle e dei nuovi pianeti: il gas e la polvere al loro interno collassano sotto l’effetto della propria gravità, fino a raggiungere una densità tale da consentire la fusione nucleare dell’idrogeno e “accendere” nuove stelle. Le stelle giovani sono estremamente luminose e generano energia e venti in gran quantità, ionizzando il gas e “spazzando via” la polvere intorno a sé.

Come i Pilastri della Creazione, la Testa di Cavallo è una regione di fotodissociazione, ossia un “confine” tra la nebulosa oscura e il gas circostante ionizzato (ossia separato dai propri elettroni) dalle stelle appena formate, e la sua forma suggestiva è dovuta alla presenza di grumi di gas più denso e freddo, dove la luce ultravioletta fatica a penetrare e la formazione delle stelle può proseguire indisturbata. Questo significa che il gas di cui è composta la Testa di Cavallo è a sua volta destinato a riscaldarsi ed evaporare sotto l’effetto dell’energia emessa dalle stelle vicine, disperdendo con sé la polvere interstellare. Nella fattispecie si prevede che la Testa di Cavallo sia destinata a scomparire entro 5 milioni di anni (un battito di ciglia in termini astronomici).

Perché le immagini di James Webb sono importanti

Visto che Orione è la regione di formazione di stelle massicce più vicina a noi, la Testa di Cavallo è stata osservata in grande dettaglio con molti telescopi sensibili alle diverse frequenze della radiazione luminosa. In particolare, è stata uno dei primi obiettivi del telescopio spaziale Euclid, lanciato nel 2023. Le immagini di James Webb però sono senza precedenti per la loro risoluzione nell’infrarosso, ottenuta soprattutto grazie al diametro di ben 6,5 metri del suo specchio principale, al sofisticatissimo scudo termico che lo protegge dai raggi del Sole. I fenomeni legati alla fotodissociazione della nube avvengono in uno strato molto superficiale della Testa di Cavallo, pertanto l'elevata risoluzione James Webb è necessaria per osservare in dettaglio questi processi. In particolare, la luce emessa dalla nebulosa nel medio-infrarosso (visibile nell’immagine di MIRI) proviene principalmente dalla polvere e dalle molecole organiche contenute nella nube, e quindi ci fornisce informazioni preziose sulla sua composizione chimica. Conoscere la composizione delle nubi è una questione di grande interesse al fine di comprendere i processi di formazione delle stelle più luminose della nostra galassia.