Gruppo Astrofili Arezzo | I COLORI DI WEBB
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I COLORI DI WEBB

Webb è giunto a destinazione ed ha aperto gli occhi. Mentre i tecnici stanno finendo di calibrare gli specchi e tutti gli altri strumenti, non si può fare a meno di notare come questo telescopio sia anche un oggetto “colorato” e che lo si definisca un telescopio “ad infrarossi”.  Questo dipende dai materiali impiegati nella sua costruzione e poi dalla lunghezza d’onda della luce che osserverà. Vediamo prima di tutto quali sono i materiali principali e visibili che lo rendono così colorato.

Argento e Rosa nello scudo termico.

Webb ha un notevole scudo termico realizzato in 5 strati di Kapton. Il parasole è una parte fondamentale per il nostro telescopio perché le ottiche a infrarossi e gli strumenti a bordo devono assolutamente essere mantenuti molto freddi, al riparo dal calore e dalla luce del Sole per funzionare correttamente.

Il Kapton è un film in poliimmide generalmente di colore giallo/ambra che è stato sviluppato alla fine degli anni ’60. È stato scelto per lo scudo termico perché ha un’alta resistenza al calore, rimane stabile anche se sottoposto a temperature da meno 269 a più 400 gradi Celsius, e ha dimostrato una buona resistenza anche in ambiente spaziale. Ogni strato dello scudo è colore argento perché è anche rivestito di alluminio per riflettere al meglio luce ed energia solare.

Image Credit: NASA

E il Rosa? Il lato rivolto verso il sole dei due strati più caldi ha anche un rivestimento di “silicio drogato” (o silicio trattato) per riflettere ancora di più il calore del sole nello spazio. Il silicio infatti ha un’elevata emissività, cioè irradia molto bene la luce e il calore assorbito.

Image Credit: Northrop Grumman

 Oro nello specchio primario

L’oro in Webb non è solo un colore. I 18 segmenti che compongono lo specchio primario sono effettivamente ricoperti da un sottile strato d’oro. L’oro innanzitutto non si ossida alle temperature presenti nello spazio, assorbe i colori viola e blu, quindi riflette meglio i colori rosso e giallo compreso il 99% della luce infrarossa, migliorando così le prestazioni dello specchio primario. L’oro, elemento nato nell’Universo grazie all’esplosione delle prime Supernove, ci aiuterà così a guardare le stelle e le galassie più lontane, e i corpi celesti di prima formazione.

Image Credit: NASA/MSFC/David Higginbotham/Emmett Given

Nero sugli strumenti ottici e sul radiatore

Dietro allo specchio primario alloggiano gli strumenti scientifici insieme al sistema di raffreddamento e tutto, tranne lo specchio, è ricoperto di colore nero. Il nero in questo caso, però, non è questione di eleganza. Un oggetto di colore nero esposto al sole si riscalda molto più degli altri grazie a un elevato fattore di assorbimento e un corpo che assorbe tutta l’energia luminosa incidente assume per noi un colore nero. Ma ciò che assorbe bene l’energia riesce anche ad emetterla (o disperderla) altrettanto bene.  In questo caso a svolgere questa funzione è uno speciale rivestimento chiamato Ball Infrared Black (BIRB), le cui proprietà emissive sono notevoli ed è particolarmente adatto all’ambiente spaziale, avendo superato anche numerosi test termici e di vibrazione. Così BIRB aiuterà Webb a mantenere ottiche e strumenti più freddi possibile, perché mentre è protetto dallo scudo solare dissiperà anche il calore prodotto dagli stessi strumenti.

Image Credit: Northrop Grumman

E cos’è l’infrarosso che Webb osserverà?

Abbiamo detto all’inizio che quando parliamo di Webb parliamo anche di infrarosso. Purtroppo da questo punto di vista il rosso è il colore con la frequenza minore e con la lunghezza d’onda più lunga di tutti gli altri colori percepiti dal nostro occhio: con frequenze minori del rosso si parla di infrarosso e noi non lo possiamo percepire ad occhio nudo. Di infrarosso se ne parla spesso anche in termini di calore perché ogni oggetto emette radiazione in questa banda, ed è per questo motivo che il nostro Webb deve essere il più freddo possibile.

Nell’immagine: foto all’infrarosso di un uomo con il braccio dentro una busta di plastica nera.

Image Credit: NASA/IPAC

Ma perché l’infrarosso? Il giovane Universo in via di formazione è osservabile solo all’infrarosso a causa del fenomeno del Redshift cosmologico: la luce dei corpi celesti più lontani viaggia verso di noi mentre lo spazio è in espansione, quindi questa luce subisce un allungamento dell’onda e una diminuzione della frequenza, spostandosi nell’infrarosso e diventando così invisibile ai nostri occhi.

Image Credit: NASA/ESA/Leah Hustak (STScl)

Proprio qui ci viene in aiuto Webb le cui indagini si svolgeranno sul vicino e il medio infrarosso: grazie alla sua forte sensibilità vedrà quello che noi non possiamo vedere a queste frequenze e ci svelerà qualcosa in più su un giovane Universo in formazione, raccogliendo quella luce che viaggia verso di noi da più di 13 miliardi di anni.

Cristina Graverini

 

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Cristina Graverini
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