Questo film vi accompagna in un viaggio...
…un viaggio attraverso il tempo e lo spazio.
Voglio raccontarvi la storia di uno strumento che ha migliorato la nostra visione del cielo,
ha reso nitida la nostra percezione dell'Universo,
penetrando sempre più in profondità fino ai remoti confini del tempo e dello spazio.
ESA PRESENTA
Hubble - 15 anni di scoperte
LA STORIA DI HUBBLE
Osservando il cielo notturno vediamo il familiare scintillio della luce delle stelle.
La luce ha percorso distanze enormi prima di giungere fino a noi.
Ma le stelle, in realtà, non luccicano per niente...
L'Universo è straordinariamente trasparente.
La luce emessa da stelle e galassie lontane può viaggiare inalterata nello spazio per migliaia,
milioni, anche miliardi di anni.
Ma, proprio negli ultimi microsecondi prima di giungere ai nostri occhi,
l'immagine nitida di quelle stelle e galassie viene rapita.
Perché, quando la luce attraversa l'atmosfera, gli strati d'aria, vapore acqueo e polvere
in continuo mutamento offuscano la nitidezza dei dettagli cosmici.
Per molti anni, gli astronomi di tutto il mondo hanno sognato un osservatorio nello spazio.
Già nel 1923, lo scienziato tedesco Hermann Oberth, famoso per le sue ricerche sui razzi, aveva suggerito l'idea di un telescopio spaziale.
Passarono anni però prima che la tecnologia fosse in grado di realizzare questo sogno.
Nel 1946, l'americano Lyman Spitzer propose un progetto più realistico di telescopio spaziale.
Da una postazione nello spazio, al di sopra dell'atmosfera terrestre, un telescopio sarebbe stato in grado di rivelare la luce
originaria proveniente da stelle, galassie e altre sorgenti, prima che questa fosse distorta dall'aria che respiriamo.
Risultato: immagini molto più nitide di quelle che si possono ottenere anche con il più grande telescopio a terra;
immagini la cui nitidezza è limitata unicamente dalla qualità delle ottiche del telescopio.
Negli anni '70, la NASA - l'Agenzia Spaziale degli Stati Uniti - e l'ESA - l'Agenzia Spaziale Europea
- cominciarono a lavorare insieme alla progettazione e realizzazione di quello che sarebbe diventato l'Hubble Space Telescope.
Il nome è un tributo a Edwin Powell Hubble - il fondatore della cosmologia moderna - che, negli anni '20,
aveva dimostrato che non tutto quello che si vede in cielo si trova all'interno della Via Lattea.
Al contrario, il cosmo si estende ben oltre.
Il lavoro di Hubble ha cambiato per sempre la percezione del posto che l'umanità occupa nell'Universo e la scelta di dare
il suo nome al più grandioso telescopio di tutti i tempi non sarebbe potuta essere più appropriata.
Ci sono voluti vent'anni di attenta collaborazione tra scienziati,
ingegneri e industrie di molte nazioni per ultimare Hubble.
Il 24 Aprile 1990, cinque astronauti partirono a bordo dello space shuttle Discovery per un viaggio
che avrebbe cambiato per sempre la nostra visione dell'Universo! Depositarono il tanto atteso telescopio
spaziale in un'orbita a circa 600 km di distanza dalla superficie terrestre.
Sulla Terra, gli astronomi aspettavano impazienti i primi risultati.
Ma, meno di due mesi dopo, era già chiaro che la vista di Hubble era tutt'altro che nitida.
Lo specchio aveva un grave difetto di curvatura...
Un'imperfezione nella forma dello specchio impediva a Hubble di ottenere immagini chiare.
Il bordo dello specchio era troppo piatto, solo di un misero cinquantesimo dello spessore di un capello, ma
per portare a termine la sua missione, Hubble doveva essere perfetto in ogni minimo dettaglio...
La delusione era quasi insostenibile.
Non solo per gli astronomi, ma anche per i contribuenti, americani ed europei...
Ciononostante, nei due anni che seguirono, gli scienziati e gli ingegneri della NASA e dell'ESA lavorarono
insieme alla progettazione e costruzione di un sistema di lenti correttive, il cui nome, COSTAR,
significa ottiche correttive assiali sostitutive per lo Space Telescope.
Ora i coordinatori del progetto Hubble si trovavano di fronte ad un'altra scelta difficile:
quale strumento scientifico rimuovere
per far posto al COSTAR su Hubble?
Alla fine scelsero
il fotometro ad alta velocità.
La prima missione di servizio di Hubble nel 1993 è passata alla storia come una delle pietre miliari del volo spaziale umano.
L'interesse che ha suscitato negli astronomi
e nel pubblico non ha avuto eguali,
in nessuna missione spaziale successiva. Progettata meticolosamente ed eseguita brillantemente,
la missione fu un successo su tutti i fronti.
La correzione apportata da COSTAR alla vista di Hubble era perfetta, più di quanto chiunque avesse osato sperare.
Quando le prime immagini dopo la riparazione apparvero sugli schermi dei computer
fu subito chiaro che gli occhiali portati su dagli astronauti avevano corretto completamente la miopia di Hubble.
Hubble era finalmente in azione!
Quella fu solo la prima volta che lo Shuttle andava a far visita a Hubble.
Il telescopio era stato progettato per essere aggiornato, per continuare a sfruttare nuove risorse.
Strumentazioni più avanzate, parti elettriche o meccaniche, che man mano vengono sviluppate, possono essere installate.
In più, così come una macchina ha bisogno di controlli periodici, anche Hubble, di tanto in tanto, necessita una revisione.
Ingegneri e scienziati mandano periodicamente lo Shuttle su Hubble, in modo che gli astronauti possano risistemarlo
con l'uso di chiavi inglesi, cacciavite e attrezzi elettrici, proprio come un meccanico fa con una macchina.
Fino ad oggi ci sono state quattro missioni di servizio, nel 1993, nel 1997, nel 1999 e nel 2002,
tutte guidate da astronauti, a bordo dello Space Shuttle della NASA. La successiva era prevista per il 2005,
ma è stata cancellata in seguito al tragico incidente del Columbia.
Il futuro di Hubble è incerto.
In origine, era stato pensato per durare 15 anni, ma la sua aspettativa di vita potrebbe essere innalzata a 20 anni.
Hubble sta ancora producendo risultati sorprendenti,
ma prima o poi l'importante compito di Hubble dovrà concludersi.
Una sonda senza equipaggio si ancorerà a Hubble e attraccherà sul telescopio...
Al momento del distacco, il robot depositerà su Hubble un sistema di razzi in modo che, dopo qualche altro anno di proficue osservazioni,
gli ingegneri a terra potranno adoperare questi razzi
per controllare il rientro di Hubble nell'atmosfera e la sua discesa verso il fondo dell'oceano,
il luogo dove riposerà in pace.
In ogni caso, il pensionamento del telescopio spaziale Hubble
non segnerà la fine di questa nostra vista privilegiata sull'Universo. Piuttosto segnerà l'inizio di una nuova era in cui lo spazio
ci regalerà scoperte e immagini anche più impressionanti.
Perché Hubble ha un successore.
Il telescopio spaziale James Webb è in fase di progettazione e potrebbe essere lanciato già nel 2011.
Quando quel giorno verrà,
con il telescopio James Webb
gli scienziati forse potranno fare nuove scoperte e capire sempre meglio il nostro affascinante Universo.
HUBBLE IN PRIMO PIANO
Hubble è un telescopio spaziale, in continuo perfezionamento, che orbita a quasi 600 km,
ben oltre l'atmosfera terrestre che altera le immagini dal cosmo.
Impiega circa 97 minuti per compiere un'orbita completa.
È progettato per produrre immagini ad alta risoluzione e spettri ad alta definizione: raccoglie la luce delle stelle per creare
immagini più nitide di quanto sia possibile con telescopi a terra, dove il luccichio dovuto all'atmosfera riduce la chiarezza delle immagini.
Per recuperare tutta la luce possibile dagli oggetti poco luminosi in esame,
ogni telescopio ha bisogno di uno specchio di dimensioni quanto più grosse possibile.
Hubble, nonostante le dimensioni piuttosto modeste del suo specchio, 2.4 metri,
riesce a competere in modo più che dignitoso con telescopi a terra che hanno specchi anche 10 o 20 volte più grandi.
Hubble è un grosso satellite,
lungo circa 16 metri, come un piccolo autobus.
È anche uno degli oggetti tecnologici più complessi che siano mai stati realizzati.
Ha più di 3000 sensori che registrano in ogni momento
lo stato delle componenti del sistema, in modo che i tecnici a terra abbiano tutto sotto controllo.
Il tempo su Hubble è un bene prezioso.
Il tempo di osservazione che gli astronomi di tutto il mondo continuano a chiedere è sempre assai superiore a quello effettivamente disponibile.
Mantenere Hubble operativo ogni giorno, 24 ore su 24, non è un'impresa da poco.
Non si può perdere neanche un secondo e tutte le attività - sia scientifiche che di 'manutenzione',
come il riposizionamento del telescopio o la programmazione di nuovi tempi di osservazione - sono pianificate nel minimo dettaglio.
Per gli astronomi, le componenti più importanti del telescopio sono gli strumenti scientifici.
Ci sono due tipi di strumenti su Hubble, sistemati qui e qui.
Diversi strumenti che servono a scopi diversi - alcuni sono stati pensati per produrre immagini,
altri per selezionare la luce proveniente da stelle e galassie e separarla in modo da formare uno spettro simile a un arcobaleno.
Godendo di un punto di osservazione privilegiato nello spazio, Hubble è in grado di analizzare la luce infrarossa e ultravioletta che
altrimenti verrebbe filtrata dall'atmosfera prima di raggiungere i telescopi a terra.
In queste bande, la luce rivela alcune proprietà degli oggetti celesti che altrimenti ci rimarrebbero nascoste.
Alcuni strumenti, come l'ACS - Advanced Camera for Surveys - sono migliori per fare osservazioni nell'ultravioletto, altri,
come il NICMOS - Near Infrared Camera and Multi-object Spectrograph - sono perfetti per le osservazioni nell'infrarosso.
Hubble funziona grazie a diverse componenti meccaniche ed elettriche.
L'energia è fornita dai pannelli solari sui lati, che convertono la luce solare in elettricità.
Giroscopi, puntatori ausiliari e ruote di reazione lo mantengono stabile e puntato nella giusta direzione -
non troppo vicino al Sole, alla Luna o alla Terra che ne distruggerebbero gli strumenti fotosensibili -
- e fisso sugli oggetti che vengono studiati per ore o giornate intere.
Hubble ha molte antenne di comunicazione a bordo,
necessarie per poter trasmettere osservazioni e altri dati alla Terra.
Hubble invia i dati ad un satellite che fa parte del Sistema di tracciamento satellitare TDRSS,
che a sua volta fa trasmette il segnale alla stazione di White Sands, nel New Mexico.
Infine la NASA, dagli Stati Uniti, manda le osservazioni in Europa, dove vengono conservate in un enorme archivio a Monaco.
Nessuno Stato potrebbe, da solo, sostenere un progetto di tale portata.
Hubble ha costituito, fin dalle fasi iniziali,
una collaborazione fondamentale tra la NASA e l'ESA, l'Agenzia Spaziale Europea.
Hubble è di enorme importanza per l'astronomia europea.
Gli astronomi europei ottengono normalmente il 15% del tempo di osservazione,
e questo ha significato numerose migliaia di pubblicazioni nel corso degli anni.
Due gruppi di specialisti europei lavorano con Hubble. 15 persone dell'ESA attualmente lavorano
nello Space Telescope Science Institute negli Stati Uniti e altre 20 fanno parte
dello Space Telescope European Coordinating Facility di Monaco, in Germania.
RACCONTI PLANETARI
Non ci sono confini nello spazio.
In questo vasto Universo, i nostri parenti più stretti sono gli altri oggetti del Sistema Solare.
Condividiamo la stessa origine e lo stesso destino...
Il nostro Sistema Solare si è formato da un'enorme nube di gas circa quattro miliardi e mezzo di anni fa.
Ironia della sorte, la causa diretta della nostra creazione potrebbe essere stata la forza devastante
di un'esplosione termonucleare generata da una stella esplosa nelle vicinanze...
La forza micidiale di quell'esplosione potrebbe aver turbato l'equilibrio precario della nube di gas originaria,
provocando il collasso di una parte della materia verso il centro della nube, che è andata a formare una nuova stella,
il nostro Sole, mentre una minuscola percentuale di quella massa diventava
la multiforme varietà di pianeti che oggi vediamo intorno a noi.
Siamo, in altre parole, nient'altro che i residui della nascita del nostro Sole.
I pianeti si sono formati dal disco di polvere e gas in rotazione rimasto dopo la nascita della nostra stella madre.
I pianeti rocciosi si sono formati nelle zone più interne del Sistema Solare mentre i misteriosi giganti gassosi in quelle più esterne.
E poi, quando un vento violento di atomi frantumati cominciò a soffiare dal Sole - o forse da stelle calde vicine o da una supernova nei dintorni -
- solo i pianeti di grandi dimensioni hanno potuto mantenere le loro coltri di gas mentre le ultime manciate
della nube inconsistente tra pianeta e pianeta furono spazzate via.
Quindi nello zoo di corpi celesti che è il nostro Sistema Solare abbiamo pianeti rocciosi...
... e giganti di gas.
Ancora oggi, non esiste una stima esatta di quanta materia o almeno di quanti pianeti ci siano esattamente nel nostro Sistema Solare...
Da quando fu scoperto Plutone, negli anni '30, e il suo satellite Caronte, negli anni '70,
gli astronomi hanno cercato di stabilire se ci sia qualcos'altro là fuori, oltre il nono pianeta.
Nel 2003, Hubble scorse qualcosa che, dalla velocità con cui si muoveva
sullo sfondo delle stelle fisse, poteva essere un oggetto all'interno del Sistema Solare.
Il corpo, che secondo alcune stime potrebbe avere le dimensioni di un pianeta, è stato chiamato Sedna, dal nome di una dea eschimese.
Sedna dovrebbe avere un diametro di 1500 km, vale a dire tre quarti le dimensioni di Plutone,
ma è così lontano che la sua immagine è solo una manciata di pixel persino per Hubble.
Ad ogni modo, è l'oggetto più grande scoperto nel Sistema Solare dopo Plutone.
Il Sole dista 15 miliardi di km da Sedna -
100 volte la distanza tra la Terra e il Sole -
- e manda a stento la luce e il calore di una nostra luna piena.
Sedna è immerso in un eterno, desolato inverno...
Sedna non è l'unico oggetto misterioso là fuori.
I resti della formazione dei pianeti stanno ancora vagando dappertutto sotto forma di asteroidi
e comete di varie forme e dimensioni.
A volte le loro orbite li conducono su rotte catastrofiche...
Il telescopio spaziale Hubble è stato testimone dell'estremo viaggio della cometa Shoemaker-Levy 9…
… ridotta in frantumi dall'attrazione gravitazionale di Giove mentre passava vicino al grosso pianeta, nell'estate del 1992.
Due anni dopo, i frammenti sono ricomparsi e sono precipitati dritti nel cuore dell'atmosfera di Giove.
Hubble ha seguito i frammenti della cometa nel loro ultimo viaggio e ha trasmesso le immagini impressionanti, ad altissima risoluzione, delle cicatrici provocate dall'impatto.
La nostra Terra potrebbe stare comodamente in ciascuno di questi lividi neri.
Sonde spaziali con a bordo strumenti sofisticati vengono spesso spedite verso i pianeti del nostro Sistema Solare.
Forniscono osservazioni ravvicinate di questi luoghi lontani.
Anche Hubble dà il suo prezioso contributo, aprendoci una finestra sul nostro Sistema Solare, che non verrà mai chiusa.
È così che abbiamo conquistato vedute senza precedenti di tempeste scatenatesi su altri pianeti,
… dei loro cambiamenti di stagione
…e di altri eventi atmosferici, come le aurore,
conosciute sulla Terra come boreali e australi.
Il Sistema Solare ha sicuramente molte altre sorprese in serbo per noi,
ma Hubble ha volto lo sguardo anche più lontano verso altre stelle, alla ricerca di altri sistemi planetari.
Gli astronomi hanno intrapreso la caccia alla vita fuori del Sistema Solare.
Per cominciare, si stanno concentrando sulla ricerca di pianeti simili alla Terra.
Nel 2001, Hubble ha effettuato la prima osservazione diretta dell'atmosfera
di un pianeta extrasolare e ne ha parzialmente individuato la composizione.
La stima della natura degli elementi chimici che compongono le atmosfere di pianeti extrasolari
ci permetterà un giorno di cercare i segni di una vita oltre la Terra.
Tutti gli esseri viventi respirano e questo cambia la composizione delle atmosfere in un modo facilmente distinguibile.
Gli astronomi sono convinti dell'esistenza di molti sistemi planetari simili al nostro,
che orbitano intorno ad altre stelle sparse per la Galassia.
La nascita, la vita, la morte e la rinascita delle stelle si avvicendano in un ciclo senza fine, in cui le stelle, nate da gas e polvere,
brilleranno per milioni o miliardi di anni, poi moriranno e si ritrasformeranno in gas e polvere pronti per formare nuove stelle.
Tra i prodotti di scarto di questo processo continuo ci sono i pianeti e gli elementi chimici
che rendono possibile la vita.
E nell'immensa vastità dello spazio, l'eterno flusso e riflusso della vita continua...
LA VITA DELLE STELLE
Il nostro Sole, la sorgente essenziale dell'energia per la vita sulla Terra, è una stella.
Una stella del tutto comune,
proprio come tante altre nella Galassia.
Una stella non è nient'altro che una sfera di gas che brucia.
Nasce dalla compressione di una nube di gas e rilascia costantemente energia, per tutta la sua vita,
perché nel suo si producono di continuo reazioni nucleari a catena.
La maggior parte delle stelle combinano atomi d'idrogeno per formare elio, attraverso un processo detto fusione nucleare -
lo stesso processo alla base delle devastanti bombe ad idrogeno.
Infatti, le stelle sono centrali nucleari, che convertono elementi leggeri in elementi più pesanti tramite una serie di reazioni di fusione.
Continueranno a bruciare finché non finirà il 'carburante'.
E questo è quanto - una vita da stella: un inizio in sordina e un'evoluzione costante verso una fine a volte violenta.
Ma come facciamo ad essere certi di questo scenario, se la vita di una singola stella come il Sole dura milioni di volte più di quella degli esseri umani?
Per studiare il ciclo di vita di una particolare specie sulla Terra
non è necessario studiare un individuo per tutta la sua vita.
Basta osservare contemporaneamente molti esemplari.
Questo ci mostrerà tutte le fasi del suo ciclo di vita.
Ad esempio, ogni tappa della vita di una persona è un'istantanea dell'intera esperienza della specie umana.
Lo stesso vale per le stelle...
Le stelle vivono e muoiono nel corso di milioni, anche miliardi di anni.
Perfino la stella più effimera può vivere almeno un milione di anni
- più dell'intera storia dell'umanità!
Ecco perché è davvero improbabile riuscire ad osservare dei cambiamenti dovuti all'età in una singola stella.
Per scoprire qualcosa in più sulle stelle dobbiamo osservarne diverse,
ognuna in un diverso stadio della vita,
e poi ricostruire l'intero percorso, dalla nascita alla morte.
Le vivide immagini di Hubble hanno documentato la tumultuosa nascita delle stelle e fornito molte,
spettacolari fotografie, piene di dettagli a colori.
La nascita delle stelle nei 'reparti maternità' del nostro vicinato può servirci da macchina del tempo
per ripercorrere gli eventi che hanno portato alla creazione del nostro Sistema Solare.
Hubble non sempre ottiene queste informazioni con facilità perché gli indizi sulla nostra genesi rimangono nascosti dietro il velo di nubi molecolari,
cariche di polvere e illuminate da una flebile luce, dove nascono le stelle.
Proprio in questo momento stanno nascendo delle stelle ovunque nell'Universo.
Enormi e lucenti pilastri composti di gas di idrogeno e polvere s'innalzano come sentinelle sopra le loro culle,
scaldandosi alla luce di stelle vicine, appena nate.
Hubble può osservare la luce infrarossa
riuscendo così a penetrare la polvere e il gas e mostrarci, come mai prima, le stelle appena nate.
Una delle scoperte più emozionanti di Hubble è stata l'osservazione dei dischi di polvere intorno ad alcune stelle neonate
nascoste nelle profondità della Nebulosa di Orione.
È qui che possiamo davvero osservare la creazione di nuovi Sistemi Solari, dove forse si formeranno anche dei pianeti.
Proprio come è successo nel nostro Sistema Solare, quattro miliardi e mezzo di anni fa.
Nei primi stadi della loro vita, le stelle possono continuare ad accumulare gas dalla nube che le ha originate.
Il materiale che cade sulla stella può dar luogo a bolle o persino getti
quando viene scaldato ed espulso lungo l'asse di rotazione della stella, come fosse l'asse di una ruota.
Spesso, da una stessa nube di gas e polvere, possono nascere più stelle.
Alcune rimangono insieme per tutta la loro esistenza ed evolvono di pari passo,
come amici d'infanzia che staranno insieme per sempre.
Capita però che le stelle di un ammasso abbiano la stessa età ma diverse masse.
E questo significa che ad attenderle ci saranno destini molto diversi.
L'esistenza umana è solo un battito di ciglia se paragonata alla vita di una stella.
Per questo, assistere alla transizione tra uno stadio e l'altro nella vita di una stella può capitare solo per caso.
In un arco di tempo di quindici anni estremamente produttivi, Hubble ci ha permesso di osservare alcune stelle invecchiare in tempo reale.
Il telescopio ha prodotto 'filmati' sorprendenti che ci hanno dato l'opportunità di vedere come
alcune stelle riescano a modificare il proprio aspetto, anche durante un tempo astronomico così breve.
Le stelle di massa maggiore terminano la loro vita in modo catastrofico,
disintegrandosi in esplosioni stellari titaniche, note come supernove.
Per pochi, gloriosi mesi, possono diventare tra gli oggetti più luminosi dell'intero Universo,
superando in splendore tutte le altre stelle della loro galassia.
Dal suo lancio nel 1990, Hubble ha assistito allo spettacolo della Supernova 1987A,
la più vicina tra le stelle esplose in tempi moderni.
Il telescopio ha tenuto sotto osservazione un anello di gas intorno al punto di esplosione della supernova.
Hubble ha scoperto alcune macchie luminose apparire lungo l'anello, come pietre preziose di una collana.
Queste 'perle' cosmiche sono state accese da onde d'urto supersoniche liberate durante l'esplosione della stella.
I resti di una stella esplosa possono nascondere un potente motore.
Hubble ha sondato il cuore misterioso della Nebulosa del Granchio, i brandelli di una stella esplosa,
descritta nel dettaglio dagli astronomi cinesi nel 1054, e ha mostrato il suo nucleo dinamico.
La regione più interna di questa nebulosa ospita una stella del tutto speciale, una pulsar.
Come un faro, questa stella ruota, ed emette un fascio di luce ed energia.
Così dà energia alla vasta nebulosa di polvere e gas che la circonda.
Ma non tutte le stelle terminano la loro vita in modo così violento.
Stelle come il Sole, consumato l'idrogeno, si raffreddano.
Il centro collassa su se stesso e gli elementi più pesanti cominciano a bruciare:
gli strati esterni si espandono e si disperdono lentamente nello spazio.
Arrivata a questo stadio, la stella prende il nome di 'gigante rossa'.
Il nostro Sole diventerà una 'gigante rossa' tra qualche miliardo di anni.
Allora, si espanderà fino ad inglobare Mercurio, Venere e anche il nostro pianeta.
Ma queste stelle non sono ancora morte del tutto. Possono ancora trasformarsi in qualcosa di straordinario...
Poco prima di esalare il loro ultimo respiro, stelle come il nostro Sole sprigionano un ultimo bagliore di gloria.
Durante l'ultimo stadio della fusione nucleare,
dalla stella cominciano a soffiare venti che gonfiano la gigante rossa facendole raggiungere dimensioni enormi.
Nel nucleo di questa espansione, il cuore scoperto della stella inonda il suo guscio gassoso
con una potente luce ultravioletta, facendolo brillare.
Agli astronomi dei primi telescopi
questi complessi meravigliosi apparivano più o meno come il pianeta da poco scoperto, Urano,
perciò vennero battezzati con il nome di nebulose planetarie.
La vista acuta di Hubble rivela che le nebulose planetarie sono come le farfalle: non ce ne sono due uguali...
L'affascinante collezione di nebulose planetarie di Hubble mostra strutture incredibilmente intricate e attive:
girandole, getti vorticosi, forme sinuose che ricordano calici,
barili o anche la coda dei gas di scarico dei razzi spaziali.
Godendo di un punto di osservazione privilegiato, al di sopra del disturbo dell'atmosfera,
Hubble è l'unico telescopio che può osservare nel dettaglio il gonfio involucro esterno di queste stelle morenti.
Quelle che vediamo ora sono alcune delle immagini prodotte da Hubble tra il 1994 e il 2002.
Uno dei più grandi misteri dell'astrofisica moderna
è come faccia una semplice sfera di gas come il nostro Sole a generare strutture così intricate.
In alcune nebulose planetarie sembra che i getti che fuoriescono in ogni direzione
siano generati da un impianto d'irrigazione cosmico…
…o forse questi meravigliosi disegni sono stati scolpiti dal campo magnetico
di una stella compagna che incanala il gas emesso in un getto?
Qualunque ne sia la causa, in soli diecimila anni questi fugaci fiori cosmici si disperderanno nello spazio.
E proprio come i fiori veri, quando si decompongono, fertilizzano il terreno,
così gli elementi chimici prodotti all'interno della stella durante la sua vita sono
dispersi dalla nebulosa planetaria e vanno ad alimentare lo spazio circostante,
fornendo il materiale grezzo per nuove generazioni di stelle, pianeti e forse anche nuova vita.
Poiché scompaiono così in fretta, almeno secondo le scale di tempo cosmiche,
nella Via Lattea non si trovano mai più di 1500 nebulose planetarie nello stesso momento.
Un memoriale più duraturo alla stella morta è il minuscolo cuore che si lascia dietro. Sono conosciute come Nane Bianche,
e ognuna di queste stelle, densissime e delle dimensioni della Terra,
è destinata a trascorrere il resto dell'eternità disperdendo gradualmente il proprio calore residuo nello spazio,
fino magari a raggiungere la rigida temperatura del vuoto cosmico, 270 gradi centigradi sotto zero.
COLLISIONI COSMICHE
Noi viviamo in un enorme sistema di stelle, o galassia, conosciuto come la Via Lattea.
Vista da fuori, la Via Lattea appare come una gigantesca spirale, formata da un nucleo cinto da lunghe braccia.
L'intero sistema ruota lentamente. Tra stella e stella ci sono grosse quantità di gas e polvere ben visibili
e un materiale sconosciuto, definito 'Materia Oscura', che ci è invisibile.
Lontano dal centro, verso l'estremità di uno dei bracci, nella periferia della Via Lattea,
c'è un piccolo sistema stellare: casa nostra, il Sistema Solare.
Guardando il cielo in una notte limpida, possiamo vedere quasi 5000 delle stelle più vicine.
I nostri occhi faticano a vedere oltre un migliaio di anni luce a causa della polvere
che vela lo spazio e offusca la luce delle stelle lontane.
Senza un telescopio riusciamo a vedere soltanto una minuta porzione dell'intera Via Lattea, grande 100 mila anni luce.
Infatti la Via Lattea contiene diverse centinaia di miliardi di stelle, e molte sono uguali al nostro Sole!
Anche se diverse centinaia di miliardi è già un numero quasi inimmaginabile, non è che l'inizio.
Gli astronomi pensano che ci siano più di cento miliardi di galassie nell'Universo. Quante stelle significa in tutto?
Una manciata di sabbia può contenere anche 50 mila granelli.
Ma nonostante questo, in un'intera spiaggia ci sono granelli appena sufficienti a rappresentare la totalità delle stelle della Via Lattea.
Ci sono così tante stelle nell'Universo che, per avere un'idea del loro numero,
dovremmo contare tutti i granelli di sabbia di tutte le spiagge dell'intera Terra!
Prendiamo un granello di sabbia, spesso 1 millimetro, e mettiamolo qui, a rappresentare le dimensioni del Sole.
Se cominciassimo a camminare verso la stella più vicina, impiegheremmo quasi un giorno intero per raggiungerla,
perché sarebbe lontana circa 30 chilometri.
Quindi le galassie sono per lo più delle grosse collezioni di vuoto.
Se potessimo ammassare insieme tutte le stelle della Via Lattea, non occuperebbero neanche
il volume di spazio che c'è tra il nostro Sole e la stella più vicina.
Infatti, per riempire completamente questo spazio
dovremmo ammassarci dentro tutte le stelle di tutte le galassie dell'intero Universo!!
A giudicare dal cielo che vediamo di notte, l'Universo sembrerebbe immobile.
Questo perché l'arco della nostra vita non è altro che una piccola goccia nell'oceano del tempo universale.
In realtà, l'Universo è in continuo movimento, ma avremmo bisogno di osservarlo per molto più della durata
di una vita per renderci conto di questo moto.
Se avessimo tempo a sufficienza, potremmo vedere le stelle e le galassie muoversi.
Le stelle sono in orbita attorno al centro della Via Lattea e le stesse galassie sono tenute insieme dalla gravità reciproca.
E a volte capita che si scontrino. Hubble ha osservato molte galassie schiantarsi l'una contro l'altra.
Come navi maestose nella più superba delle notti, le galassie
scivolano sempre più vicino le une alle altre finché la loro reciproca interazione gravitazionale comincia a modellarle facendone figure intricate
che alla fine si intrecciano insieme, per sempre. È un'immensa danza cosmica, che ha per coreografa la gravità.
Quando due galassie collidono, non è come un incidente d'auto o due palle da biliardo che si scontrano:
è qualcosa che somiglia di più all'intreccio delle vostre dita.
La maggior parte delle stelle rimane illesa durante la collisione.
Il peggio che può succedere è che la gravità le spinga fuori, insieme alla polvere e al gas, creando sbuffi lunghi fino
a centinaia di migliaia di anni luce, o più. Le due galassie, intrappolate nel letale abbraccio gravitazionale,
continueranno a orbitarsi intorno, strappandosi ancora gas e stelle da aggiungere alle loro code.
Forse, fra centinaia di milioni di anni, le due galassie si assesteranno in una sola.
Si pensa che molte delle galassie che esistono oggi, inclusa la Via Lattea,
si siano formate in seguito a una coesione simile di galassie minori, avvenuta nel corso di miliardi di anni.
Innescate dall'interazione colossale e violenta tra galassie,
nuove stelle si formano da vaste nubi di gas, come fuochi d'artificio,
creando ammassi di stelle di un blu brillante.
La nostra Via Lattea è in rotta di collisione con la più vicina delle grandi galassie, Andromeda.
Si vanno incontro alla velocità di quasi 500 mila chilometri all'ora e, fra circa tre miliardi di anni,
ci sarà un impatto frontale.
Lo scontro diretto porterà ad una straordinaria fusione tra le due galassie,
durante la quale la Via Lattea non sarà più la galassia spirale che conosciamo.
Diventerà invece un'enorme galassia ellittica,
che avrà all'interno le sue stelle e quelle della galassia Andromeda.
Vista dalla Terra, la collisione apparirà come qualcosa del genere.
Questo non succederà prima di molto tempo, ma in natura ci sono altre forze oscure
in azione ovunque intorno a noi, anche in questo preciso momento...
MOSTRI NELLO SPAZIO
I Buchi Neri sono gli imperscrutabili 'cattivi' dell'Universo: ingoiano tutto quello che gli capita a tiro, e non lasciano sfuggire nulla.
Per gli astronomi, il centro di un Buco Nero è l'ignoto più estremo...
Nessuna informazione riesce a sfuggire dalla fortezza gravitazionale di un Buco Nero.
Non c'è modo di scoprire cosa ci sia lì dentro.
Neanche la luce può sfuggire. Perciò come facciamo anche solo a sapere che esistono?
I Buchi Neri in sé non possono essere osservati direttamente.
Però gli astronomi sono in grado di studiare i loro effetti indiretti,
perché una cosa di cui questi oggetti abbondano è la gravità.
L'alta risoluzione di Hubble ha mostrato i drammatici effetti di distorsione che i Buchi Neri hanno su ciò che li circonda.
Ma non c'è solo la gravità: gli astronomi hanno scoperto che quando la materia
si comprime con forza attorno al Buco Nero, risuona come un campanello.
Questo è il suono prodotto da un buco nero a 250 milioni di anni luce dalla Terra.
Risuona attraverso il disco di materia che circonda il buco nero: è stato alterato per renderlo udibile all'orecchio umano.
In realtà sarebbe un SI bemolle, 57 ottave sotto il DO centrale.
Gli astronomi pensano che i buchi neri siano degli oggetti unici - semplici punti nello spazio.
Senza volume, senza estensione, ma infinitamente densi!
I Buchi Neri potrebbero essere il collasso finale di una stella di massa enorme, molte volte più grande del Sole.
Il corpo rimasto dal collasso di una stella massiccia può essere così pesante che nessuna forza presente in natura è in grado
di sostenerlo ed evitare che sia schiacciato dal suo stesso peso fino a raggiungere un volume infinitamente piccolo.
Anche se la materia sembra scomparsa, compattata nel nulla, continua ad esercitare
una potente attrazione gravitazionale: stelle e altri oggetti che passano troppo vicino possono essere risucchiati all'interno.
Per ogni buco nero esiste un punto di non ritorno, l'orizzonte degli eventi.
Una volta che qualcosa - ad esempio una stella vicina - viene attirata oltre questo punto, non riapparirà mai più.
Sulla strada verso l'orizzonte degli eventi, la stella ormai spacciata comincerà a seguire una fatale orbita a spirale.
Mentre la stella si avvicina sempre più al buco nero,
la materia più vicina al buco risente di un'attrazione maggiore rispetto al resto della stella,
che viene risucchiata e stirata verso il buco finché...
…le immense forze mareali la fanno a pezzi e la divorano.
Ci sono anche aspetti più bizzarri:
ad esempio, il groviglio di spazio e tempo creato da questi oggetti distorce e rallenta persino il passare del tempo.
Ogni oggetto dotato di massa deforma la natura di spazio e tempo, ma i buchi neri lo fanno a livelli estremi.
Secondo la famosa teoria della relatività generale di Einstein,
un viaggiatore intrepido che potesse visitare un buco nero e fermarsi sull'orizzonte degli eventi senza essere inghiottito,
al suo ritorno si ritroverebbe forse più giovane rispetto a coloro che aveva lasciato dietro di sé.
Gli oggetti più strani tra quelli di cui gli astronomi hanno ipotizzato l'esistenza sono forse i 'wormhole', detti anche cunicoli.
Un wormhole è in pratica un passaggio nello spazio-tempo tra un punto dell'Universo e un altro.
Se esistessero realmente i wormhole potrebbero un giorno consentire viaggi tra diverse regioni dello spazio
a una velocità maggiore rispetto a quella della luce nello spazio normale.
Hubble ha dimostrato che molto probabilmente c'è un buco nero al centro di ogni galassia.
Ce n'è uno anche al centro della Via Lattea - un enorme buco nero supermassivo,
grande fino a un milione di volte quelli generati dal collasso di stelle massicce.
Potrebbe essere il risultato della fusione di più buchi neri di dimensione stellare, formati nel lontano passato della nostra galassia.
Quando due galassie collidono, i buchi neri dei rispettivi nuclei mettono in scena una danza elaborata.
Molto dopo che le galassie si sono unite in una sola,
i loro buchi neri centrali continuano ad orbitare l'uno attorno all'altro per centinaia di milioni di anni,
prima della violenta fusione in un unico, pesante buco nero.
Questo processo finale è così potente da cambiare la struttura stessa dello spazio-tempo, tanto che potremmo addirittura essere in grado
di osservarlo dalla Terra con una nuova generazione di telescopi a onde gravitazionali o da speciali veicoli spaziali in orbita...
Tuttavia, paragonato al tempo che impiegano le galassie a fondersi, l'ultimo cataclisma al loro centro
sarebbe relativamente breve. Quindi le probabilità di vedere un evento del genere sono poche.
Soltanto 50 anni fa, gli astronomi credevano che l'Universo fosse un posto piuttosto tranquillo.
Ma questo è tutt'altro che vero...
Lo spazio è scosso frequentemente da eventi violenti: esplosioni catastrofiche di supernove, scontri di intere
galassie e la violenta emissione di energia dovuta alle grosse
quantità di materia che precipitano dentro i buchi neri...
La scoperta dei quasar ci ha dato per la prima volta un chiaro indizio di questo tumulto…
Visti con un telescopio da Terra, i quasar sembrano normali stelle.
Ed è questo che gli astronomi pensarono di loro all'inizio, quando decisero di chiamarli oggetti 'quasi stellari'.
Ma i Quasar sono in realtà molto più luminosi e lontani delle stelle…
Possono splendere 1000 volte di più rispetto alle galassie normali e sono alimentati da buchi neri supermassivi.
Le stelle che orbitano troppo vicino vengono disintegrate, e scivolano dentro al quasar come acqua in un enorme lavandino cosmico.
Il gas girando a spirale forma un disco spesso, che precipitando a caduta libera verso il buco nero raggiunge temperature elevatissime.
Il gas sprigiona la sua energia al di sopra e al di sotto del disco, in enormi getti.
I quasar si trovano in tante galassie, molte delle quali sono in fase di collisione acuta.
Sono diversi i meccanismi che possono accendere un quasar.
Potrebbe essere la collisione tra coppie di galassie a generare un quasar,
ma Hubble ha mostrato che anche galassie apparentemente normali e tranquille ospitano dei quasar.
Ma i quasar non sono gli unici oggetti molto energetici scoperti dagli astronomi...
Un caso di serendipità è una scoperta che si fa per caso mentre si sta cercando altro.
Scoperte di questo tipo hanno spesso cambiato il corso dell'astronomia.
I Lampi a Raggi Gamma sono un caso di serendipità, una scoperta fatta a fine anni '60 dai satelliti militari
degli Stati Uniti che stavano cercando i segni dei test nucleari sovietici.
Invece delle più potenti detonazioni prodotte dagli umani,
furono scovate alcune tra le esplosioni più violente dell'intero Universo...
Queste esplosioni incredibilmente energetiche si osservano almeno una volta al giorno nel cielo, in direzioni casuali.
Anche se i Lampi a Raggi Gamma durano solo pochi secondi,
l'energia rilasciata è pari a tutta l'energia emessa dall'intera Via Lattea in un paio di secoli.
L'occhio umano non può vedere i raggi gamma, quindi per osservarli servono strumentazioni speciali.
Per 30 anni, nessuno ha saputo quale fosse la causa di questi lampi.
Era come vedere un proiettile di raggi gamma volare nei pressi della Terra senza mai avvistare l'arma che l'aveva sparato.
Hubble, insieme a quasi tutti gli altri telescopi del mondo, ha cercato per anni la 'pistola fumante'.
Ha osservato le posizioni in cui erano state avvistate le esplosioni di raggi gamma, cercando di individuare in quel luogo qualche oggetto.
Ma tutti gli sforzi furono vani, finché…
Nel 1999 le osservazioni di Hubble sono state fondamentali per stabilire che questi scoppi straordinari avvengono in galassie molto lontane.
La causa potrebbe essere l'esplosione prodotta nel drammatico collasso finale di una stella massiccia…
… oppure il violento incontro tra oggetti molto densi, come ad esempio due buchi neri, oppure un buco nero e una stella di neutroni.
I buchi neri sono di certo tra gli oggetti più esotici dell'Universo.
Non solo sconvolgono la materia, ma si rivelano anche in altri modi spettacolari perché i loro enormi campi gravitazionali possono persino deviare la luce.
Infatti, i raggi di luce che passano vicino ad un buco nero non proseguono più in linea retta:
vengono curvati lungo nuovi percorsi, facendo da telescopio naturale
in grado di scrutare lo spazio lontano fino a distanze che si credevano irraggiungibili.
ILLUSIONI GRAVITAZIONALI
Proprio come a un pellegrino nel deserto può capitare di vedere un miraggio
quando la luce di oggetti lontani è deviata dall'aria calda che aleggia sulla sabbia, anche a noi può capitare di vedere dei miraggi nell'Universo.
I miraggi che vediamo con un telescopio moderno come il telescopio spaziale Hubble non sono provocati dall' aria calda,
ma da lontani ammassi di galassie- enormi concentrazioni di materia.
Molto tempo si credeva che la Terra fosse piatta.
E questo in qualche modo è comprensibile poiché nella vita di tutti i giorni non vediamo la curvatura del nostro pianeta.
Lo spazio stesso è in realtà curvo, anche se noi non ce ne accorgiamo da soli in una notte stellata.
Però la curvatura dello spazio crea dei fenomeni che riusciamo ad osservare...
Una delle ipotesi di Albert Einstein era che la gravità curva lo spazio e perciò devia i raggi di luce,
come le increspature in uno stango creano sul fondo sabbioso strutture di luce a nido d'ape.
La luce proveniente da galassie lontane viene distorta e amplificata dal campo gravitazionale degli ammassi di galassie
massicce che incontra nel cammino verso la Terra.
È come guardare attraverso un'enorme lente d'ingrandimento e il risultato è il cosiddetto effetto di 'lente gravitazionale'.
Gli strani percorsi che i raggi di luce seguono quando incontrano un oggetto pesante dipendono
dalla natura del corpo che fa da lente. Perciò l'oggetto sullo sfondo può apparirci in diverse forme...
...anelli di Einstein in cui l'intera immagine è amplificata e compressa in un cerchio di luce...
...immagini multiple, cloni fantasma della lontana galassia originale…
...oppure distorte in archi e archetti a forma di banana.
Nonostante Einstein avesse capito nel 1915 che questo effetto doveva verificarsi nello spazio,
non avrebbe mai pensato che si sarebbe potuto osservare dalla Terra.
Comunque nel 1919 i suoi calcoli si dimostrarono corretti.
Durante una spedizione all'isola di Principe, al largo della costa occidentale africana,
guidata dal rinomato astronomo inglese Arthur Eddington in occasione di un'eclisse solare,
furono registrate le posizioni di alcune stelle intorno al disco oscurato del Sole.
Si vide che quelle stelle si erano allontanate, di poco ma in maniera apprezzabile,
rispetto alla posizione che occupavano in cielo quando il Sole non era nelle vicinanze.
Oggi, le immagini gravitazionali di oggetti poco luminosi vengono osservate
con i migliori telescopi a terra e, ovviamente, con la vista acuta di Hubble.
Hubble è stato il primo telescopio a distinguere i dettagli degli archi multipli,
rivelando la forma e la struttura interna degli oggetti al di là della 'lente'.
Nel 2003, gli astronomi hanno scoperto che il misterioso arco di luce catturato da un'immagine di Hubble era la più grande,
luminosa e calda regione di formazione stellare mai vista nello spazio.
Ci vogliono oggetti piuttosto massicci, come ad esempio degli ammassi di galassie,
per riuscire a curvare lo spazio così tanto da poterne osservare gli effetti nelle immagini dell'Universo lontano -
anche con la risoluzione di Hubble.
E finora effetti di lente gravitazionale sono stati osservati esclusivamente intorno ad ammassi di galassie,
agglomerati di centinaia o migliaia di galassie:
le strutture figlie della forza di gravità più grandi di tutto l'Universo.
Gli astronomi sanno che la materia che noi vediamo nell'Universo è solo una piccola percentuale della massa totale che deve esistere.
La materia esercita una forza gravitazionale,
e quella che si riesce a vedere è semplicemente troppo poca per tenere insieme galassie e ammassi di galassie.
Poiché il grado di curvatura delle immagini a forma di 'banana' dipende dalla massa della lente,
l'effetto di lente gravitazionale può essere usato per 'pesare' gli ammassi e stabilire la distribuzione della materia oscura nascosta.
Sulle nitide immagini di Hubble si riesce ad associare, già a occhio nudo, i diversi archi con la galassia di sfondo da cui provengono.
Questo metodo permette agli astronomi di studiare in dettaglio le galassie dell'Universo giovane,
troppo lontane per essere viste con le tecnologie e i telescopi attuali.
Una lente gravitazionale può anche funzionare da 'telescopio naturale'.
Nel 2004, Hubble è riuscito ad osservare la galassia più lontana dell'Universo conosciuto,
sfruttando proprio l'amplificazione di una di queste 'lenti gravitazionali' dello spazio.
NASCITA E MORTE DELL'UNIVERSO
La luce viaggia nel vuoto alla velocità più elevata che si conosca, ma si tratta pur sempre di una velocità finita.
Questo significa che i raggi di luce impiegano una certa quantità di tempo per viaggiare tra due punti nello spazio.
La luce viaggia nello spazio a una velocità di circa 300 mila chilometri al secondo.
300 mila chilometri sono più o meno la distanza che separa la Terra dalla Luna.
Perciò la luce impiega solo un secondo per andare dalla Terra alla Luna.
Quando guardiamo la Luna la vediamo come era esattamente un secondo prima.
Chi non si è mai chiesto come sarebbe viaggiare nel tempo?
Il fatto che la velocità della luce sia limitata ci permette di andarci vicino, facendoci guardare indietro nel tempo.
Quando osserviamo lo spazio, non dobbiamo far altro che aspettare che la luce ci raggiunga da posti lontani,
per vedere com'erano le cose quando aveva iniziato il suo viaggio...
Strumenti potenti come Hubble ci hanno permesso di guardare lontano e quindi indietro nel tempo come mai prima d'ora.
Quello che i cosmologi stanno scoprendo è semplicemente stupefacente.
Negli anni '20, l'astronomo Edwin Hubble scoprì che la maggior parte delle galassie sembrano
allontanarsi da noi ad una velocità proporzionale alla loro distanza.
Più una galassia è lontana, più in fretta sembra allontanarsi da noi. E questo a causa dell'espansione dell'Universo.
L'espansione ha avuto inizio da un'esplosione colossale, chiamata Big Bang, molti miliardi di anni fa.
La velocità di espansione è la chiave per riuscire a stabilire l'età e le dimensioni dell'Universo.
Questa velocità è detta 'costante di Hubble'. L'età e la grandezza dell'Universo si possono determinare 'riavvolgendo l'espansione'
fino al momento in cui tutto era compresso in quel punto infinitamente piccolo
di energia da cui è stato generato l'Universo.
Al primo posto tra le motivazioni scientifiche per la costruzione di Hubble c'era la valutazione delle dimensioni e dell'età dell'Universo.
Il compito di determinare con esattezza la costante di Hubble fu affidato all'équipe del Key Project,
un gruppo di astronomi che utilizzava Hubble per cercare lontane ed affidabili 'pietre miliari':
una classe speciale di stelle dette 'variabili Cefeidi'.
Le Cefeidi hanno variazioni di luminosità molto stabili e prevedibili.
Il periodo di variabilità dipende strettamente dalle proprietà fisiche della stella,
che possono essere usate per determinarne la distanza in modo molto preciso.
Per questo motivo, queste stelle sono conosciute anche come 'candele standard'.
Le Cefeidi sono state adoperate come indicatori da cui misurare la distanza delle supernove,
che sono molto più brillanti delle Cefeidi e sono visibili da distanze maggiori.
Hubble ha registrato la luce delle esplosioni di supernove più accuratamente di qualsiasi altro strumento,
principalmente grazie alla sua alta risoluzione.
Da terra di solito l'immagine di una supernova si confonde con quella della galassia ospite.
Hubble riesce invece a distinguere le luce delle due sorgenti.
Le Cefeidi e le supernove hanno fornito una valutazione dell'ordine di grandezza dell'Universo.
Oggi, grazie ad Hubble, conosciamo l'età dell'Universo con una precisione mai raggiunta prima:
circa 14 miliardi di anni.
Per molti anni gli astronomi si sono chiesti se in un futuro lontano l'espansione dell'Universo si fermerà mai,
facendolo collassare in un infuocato 'Big Crunch', il 'grande collasso', oppure se è destinata a continuare, sempre più lentamente.
I dati sulle supernove, raccolti da Hubble e dai telescopi migliori del mondo,
sono stati utilizzati per calcolare le distanze di supernove ancora più lontane.
E l'espansione del nostro Universo non dà segni di rallentamento. Al contrario, sembra che stia accelerando.
Usando Hubble per misurare la variazione di espansione dell'Universo con il tempo è risultato,
a sorpresa, che durante la prima metà della storia cosmica la velocità di espansione era in diminuzione.
Poi una forza misteriosa, una specie di 'anti-gravità',
ha fatto 'premere il pedale del gas' all'Universo, dando il via all'accelerazione che osserviamo oggi.
Questo prospetta per l'Universo un destino straordinario,
perché implica che la forza di anti-gravità sta diventando sempre più intensa.
Continuando così, finirà per sopraffare la gravità e lanciare l'Universo in un'accelerazione vertiginosa che disintegrerà ogni cosa in singoli atomi.
I cosmologi hanno definito questo scenario apocalittico Big Rip, il 'grande strappo'.
VERSO LA FINE DEI TEMPI
Dallo spazio ci arrivano notizie inaspettate.
Come geologi che scavano sempre più in profondità per trovare fossili sempre più antichi,
testimoni di epoche sempre più remote, così gli astronomi 'scavano' sempre più in profondità verso l'inizio dei tempi,
cercando la luce proveniente da oggetti più deboli e quindi più lontani.
Hubble ha inaugurato una nuova era che potremmo chiamare 'astro-archeologia'. Tutto ha avuto inizio nel Natale del 1995...
L'idea di puntare il telescopio più sofisticato del mondo sulla stessa porzione di cielo per dieci giorni consecutivi potrebbe suonare un po' strana.
E molti astronomi pensarono proprio questo, quando provarono a farlo per la prima volta alla fine dell'anno 1995.
Le osservazioni in campo profondo (Deep Field) sono lunghe esposizioni puntate su una particolare regione dello spazio.
Lo scopo è quello di rivelare oggetti deboli raccogliendo quanta più luce possibile in un arco di tempo abbastanza lungo.
Più 'profonda' è l'osservazione, più deboli sono gli oggetti che diventano visibili in essa.
Gli oggetti in cielo possono apparire deboli sia perché la loro luminosità intrinseca è bassa, sia perché sono molto lontani.
"Quando questo esperimento venne proposto per la prima volta,
nessuno credeva che avrebbe portato a risultati scientifici interessanti.
Ma quando guardammo per la prima volta l'immagine prodotta rimanemmo sbalorditi! In un campo così piccolo si vedevano più di 3000 galassie."
La regione osservata si trova nell'Orsa Maggiore, il Gran Carro,
ed è stata selezionata con attenzione: si cercava una regione piuttosto vuota in modo che Hubble
potesse guardare oltre le stelle della Via Lattea e oltre le galassie vicine.
Le migliaia di galassie osservate nel primo Deep Field si trovavano a diversi stadi della loro evoluzione,
disposte lungo un corridoio di miliardi di anni luce.
Ciò ha permesso agli astronomi di studiare l'evoluzione temporale di questi oggetti,
dal momento che si vedevano diverse galassie in diversi momenti delle loro vite.
Dopo il primo Deep Field, fu fatta un'altra lunga esposizione nel cielo Sud.
Insieme, i due campi Nord e Sud hanno aperto agli astronomi i primi spiragli sull'Universo antico.
Alcuni degli oggetti visti nelle immagini erano così tenui che vederli ad occhio nudo sarebbe
stato difficile come vedere dalla Terra un lampo sulla Luna.
"Potremmo tranquillamente dire che i Deep Field di Hubble hanno avviato una nuova fase della cosmologia osservativa.
Hanno plasmato la nostra visione dell'Universo lontano."
I due Deep Field di Hubble hanno scatenato una vera e propria rivoluzione nell'ambito dell'astronomia moderna.
Dopo il primo Deep Field, quasi tutti i telescopi a terra e nello spazio furono puntati sulla stessa area del cielo per lunghi periodi.
Alcuni dei risultati più interessanti in astronomia sono emersi da questa fruttuosa
sinergia tra strumenti di dimensioni diverse, in ambienti diversi e con sensibilità a diverse lunghezze d'onda.
Ci hanno fornito il primo quadro chiaro del ritmo di formazione stellare nell'Universo.
È emerso stranamente che la formazione stellare, secondo quanto scoperto, ha avuto un picco nei primi miliardi
di anni dalla nascita dell'Universo. A quel tempo nascevano dieci volte più stelle di oggi.
Dopo aver iniziato a scoprire l'Universo più lontano,
gli astronomi di Hubble hanno cercato di spingersi ancora oltre, più indietro nel tempo.
Nel 2003 e 2004, Hubble ha realizzato l'esposizione più profonda mai fatta: l'Hubble ultra Deep Field.
Si tratta di una posa di 28 giorni, molto più profonda dei precedenti Deep Field nord e sud.
L'ultra Deep Field di Hubble mostra le prime galassie emerse dai cosiddetti 'secoli bui',
il periodo immediatamente successivo al Big Bang, quando le prime stelle cominciavano a riscaldare l'Universo freddo e buio.
Subito dopo il Big Bang, nell'Universo appena nato e in veloce espansione,
prima dell'era delle stelle e delle galassie, la distribuzione di materia era piuttosto omogenea.
Col tempo, la regina di tutte le forze - la gravità - cominciò ad agire. Lenta, ma inesorabile...
Sotto l'influenza della gravità dovuta alla misteriosa materia oscura, piccoli mucchi di materia 'normale' cominciarono ad agglomerarsi,
e formare zone in cui la densità era leggermente superiore alla media.
Senza stelle a illuminare lo spazio, l'Universo viveva i suoi tempi bui.
Nelle zone dove la densità dei cumuli era più alta veniva attratta ancora più materia,
e cominciava la competizione tra l'espansione dello spazio e la gravità.
Dove vinceva la gravità, le regioni smettevano di espandersi, cominciando a collassare su se stesse.
Nascevano le prime stelle e le prime galassie.
Nei punti dove la densità era altissima, nelle intersezioni tra le maglie della rete di materia,
nacquero le strutture più grandi che conosciamo: gli ammassi di galassie.
Le immagini dei Deep Field sono punteggiate da una grande varietà di galassie di diverse dimensioni, forme e colori.
Gli astronomi passeranno anni a studiare le miriadi di forme delle galassie di quest'immagine,
per capire come si siano formate e si siano evolute dal Big Bang in poi.
In vibrante contrasto con il ricco amalgama di galassie classiche, ellittiche e spirali,
nel campo si vede anche uno zoo di galassie dalle forme bizzarre, sparse qua e là.
Alcune somigliano a stuzzicadenti; altre alle maglie di un braccialetto. Poche sembrano essere in interazione tra loro.
Le loro strane forme sono un lontano ricordo delle maestose galassie spirali ed ellittiche che vediamo oggi.
Queste galassie stravaganti raccontano di un periodo in cui l'Universo era un luogo caotico,
dove ordine e struttura stavano appena cominciando a esistere.
Una delle caratteristiche principali di Hubble è che a bordo ci sono diversi strumenti
che possono fare diverse osservazioni allo stesso tempo.
Il campo ultra profondo di Hubble consiste in realtà di due immagini separate, realizzate da due strumenti:
l'ACS e NICMOS. NICMOS vede anche più lontano dell'ACS.
Registra la luce infrarossa, e perciò può rivelare le galassie più lontane mai viste,
dato che l'espansione dell'Universo ha sfilacciato e indebolito così tanto la luce di questi oggetti