Nadia Drake: Vorrei davvero chiederti del nuovissimo e sofisticatissimo telescopio spaziale, che guarda caso è proprio qui: il telescopio spaziale James Webb, o JWST. 
Heidi Hammel: Tra fine anni ’80 e inizio anni ’90 sapevamo già che l’universo si stava espandendo e sapevamo che per vedere le primissime galassie e forse persino le prime stelle ad essersi mai formate nell’universo, a causa dell’espansione dell’universo, la luce proveniente da quelle galassie si è ugualmente espansa passando dalla lunghezza d’onda del blu a lunghezze più lunghe, quelle del rosso. Di conseguenza, l’idea per la generazione successiva di telescopi spaziali era quella di costruire un telescopio all’avanguardia che si focalizzasse sulla parte infrarossa dello spettro, perché è lì che potremmo osservare le prime stelle e le prime galassie. 
Sapevo che questo telescopio, costruito per trovarle, per sondare la luce proveniente dalle prime galassie, sarebbe stato uno strumento eccezionale per studiare Nettuno e Urano. Lo sapevo e basta: sapevo che sarebbe stato abbastanza grande; sapevo che trattandosi di un telescopio spaziale, le immagini sarebbero state stabili e limpide; e sapevo che queste lunghezze d’onda dell’infrarosso hanno ogni sorta di interessanti firme molecolari, perciò si poteva scoprire qualcosa sull’alta atmosfera di questi pianeti. E allora ho pensato: “Ci sto, lo farò.” Nel 2002 ho inviato una candidatura in cui dicevo: “Vorrei partecipare al programma come scienziata interdisciplinare per assicurarmi che il telescopio possa fare osservazioni del sistema solare, una volta lanciato.” Nel 2003, la mia candidatura è stata accettata ed è così che ho iniziato ufficialmente ad avere a che fare con il telescopio. 
Webb, è diverso da Hubble, è un altro tipo di telescopio per una serie di motivi. È decisamente più grande di Hubble: lo specchio è grande 6 metri e mezzo, lo specchio d’oro, l’area di raccolta, contro i 2,4 metri di Hubble. 
ND: È così grande che non poteva essere lanciato così com’era, lo si è dovuto ripiegare. 
HH: Proprio così, lo si è dovuto ripiegare ed è per questo che lo specchio è diviso in segmenti. 
ND: Giusto. HH: Così che si potesse ripiegare. 
ND: A nido d’ape. HH: A nido d’ape, esattamente. 
ND: Per poi dispiegarsi nello spazio e ricordo quanto era nervosa la gente riguardo a questo processo perché era davvero un qualcosa in cui tutto, ogni singolo passaggio, doveva andare bene. 
HH: Non era solo il telescopio a doversi ripiegare; se guardi Webb, ha questo enorme congegno al di sotto che chiamiamo scudo termico ed è cruciale per questo telescopio. 
ND: Come ti sentivi mentre assistevi alla sequenza di dispiegamento? 
HH: Di sicuro ero nervosa, come tutti gli altri. C’erano vari punti critici di fallimento in cui se tale cosa non si fosse sganciata o dispiegata, non avremmo più avuto un telescopio funzionante. È stato estremamente snervante. Ma ci abbiamo messo anni ad eseguire tutti i test, perché sapevamo che non c’era modo di aggiustarlo. Questo telescopio non è in orbita terrestre bassa, come Hubble. Il telescopio spaziale James Webb è a un milione di chilometri di distanza, in un punto chiamato L2, ed è stato messo lì deliberatamente, perché doveva esserci freddo. Serviva lo scudo termico per proteggere il telescopio dal calore del Sole, dal calore della Terra e persino dal calore della nostra Luna. Lo scudo termico è progettato per essere come un ombrello che lo protegge, un ombrello solare che mantiene freddissimo il telescopio. Non potevamo metterlo in orbita bassa, perché c’è troppo caldo in quell’ambiente. Non si può captare la luce infrarossa quando c’è caldo, bisogna che ci sia freddo. È anche per questo che il telescopio è totalmente esposto agli elementi dello spazio. Gran parte degli altri telescopi ha un tubo che li racchiude e questo invece no. Gli specchi se ne stanno là fuori. ND: Sono là fuori. 
HH: Sì, sono proprio là fuori. 
ND: Sul primo campo profondo del JWST, l’analogia che ho sentito è che l’immagine stessa copre la stessa porzione di spazio di un chicco di riso su un polpastrello tenuto a distanza di un braccio. È corretto? 
HH: Io ho sentito un “granello di sabbia”, non un chicco di riso, ma il concetto è lo stesso, sì. La porzione di cielo che vedi in quella foto, se ti trovassi nel tuo giardino a osservare il cielo, quella porzione di cielo sarebbe grande all’incirca come un granello di sabbia. Se spostassi il tuo granello  di sabbia verso sinistra vedresti altre galassie, e ancora più a sinistra, altre galassie. E ovunque guardassi, il cielo sarebbe pieno di galassie. 
ND: Migliaia e migliaia solo in quell’immagine. 
HH: Esatto. Quello che aspetto è quel campo profondo del telescopio spaziale James Webb in cui fisseremo per giorni una macchia scura senza riuscire a trovare nulla. Cosa vedremo? E poi, pensaci, si tratterà dell’intero cielo. Il nostro concetto di universo si amplierà nel momento stesso in cui il James Webb ci invierà quel campo profondo. Sarà pazzesco. 
ND: Ci penso eccome: scrutare così tanto indietro nel tempo, fino alle origini dell’oscurità  cosmica primordiale, 
quando stelle e galassie iniziavano appena ad accendersi e com’era diverso l’universo e il fatto che noi esseri umani su questo piccolo pianeta Terra siamo in grado di realizzare  uno strumento che ha la capacità di mostrarci tutto ciò, 13,5 miliardi di anni fa, o quel che sarà alla fine, è davvero fenomenale. 
HH: Già. Io lo vedo come un esempio di quello che l’umanità può fare quando lavora per il bene comune, quando facciamo lavoro di squadra e abbiamo un obiettivo. Per questo progetto è stato necessario che migliaia di persone in vari paesi, in vari stati, prendessero questa visione per trasformarla in qualcosa di concreto, questo telescopio, per poi lanciarlo su un razzo e poi avere le capacità di usarlo per sondare lo spazio: a partire dal nostro circondario galattico fino ai confini dell’universo conosciuto e tutto quello che sta in mezzo. 
ND: Sì. HH: Per me è fenomenale. E tutti hanno fatto la loro parte: i minatori di berillio, che hanno estratto il berillio che abbiamo usato per gli specchi; i tecnici che hanno avvolto i cavi che fanno sì che Webb si muova; le persone che hanno costruito i diversi strumenti; abbiamo un set di quattro diversi strumenti, fotocamere e spettrografi. sia qui, che in Europa. Tutti noi abbiamo contribuito, anche il Canada, che ha realizzato il sensore di guida fine che ci consente di puntare il telescopio. È davvero uno sforzo internazionale e tutto ciò è stato messo assieme per creare una rivoluzione nel modo in cui vediamo il cosmo. 
ND: C’è un’immagine che preferisci tra quelle che sono state rilasciate fino ad ora? 
HH: Ognuna ha delle peculiarità che mi fanno pensare: “Wow!“. Nel caso dell’immagine delle “scogliere cosmiche”, è meravigliosa, la parte al buio è blu e la parte sul fondo è arancione; sai, immagini del genere mi entusiasmano non solo perché sono tremendamente belle e poeticamente evocative, ma anche perché è in quei luoghi che nascono le stelle. E alcune di quelle cose sporgenti, che le conferiscono una struttura così spettacolare, lì è in corso la nascita di una stella. È  davvero fantastico! 
Soprattutto quando usiamo le fotocamere a infrarossi, possiamo guardare dentro quei bozzi e vedere le stelle nascenti e in certi luoghi, come nella Nebulosa di Orione, di cui è stata appena rilasciata un’immagine, in quei luoghi si stanno formando sistemi planetari. Non vediamo i pianeti, ma vediamo i vorticosi dischi di polvere e gas in cui nascono quei pianeti. E alcune delle immagini delle galassie, nonostante siano statiche, come quella del “Quintetto di Stephan”, che in realtà sono cinque galassie, una delle quali è un’intrusa, in primo piano, e non fa parte dell’altro gruppo. 
ND: Voleva solo essere nella foto. 
HH: Sta facendo photobombing alle altre. Sulle quattro che fanno parte del cluster, quello che abbiamo appreso dal James Webb è che nelle regioni in cui interagiscono e si sovrappongono, quelle regioni si illuminano nell’infrarosso. Sono luoghi in cui la polvere, il gas e le stelle delle altre galassie, quando interagiscono, formano nuove stelle, danno vita a nuovi reami di formazione stellare e, in quell’immagine, si illuminano nell’infrarosso. 
ND: E mi chiedo, cosa manca in quella foto? Quale altra lacuna può colmare il JWST? Quanti altri dettagli può aggiungere? 
HH: Quello che il JWST aggiunge alla nostra storia attuale è nuove lunghezze d’onda della luce che non potevamo studiare perché non avevamo la giusta sensibilità e diverse lunghezze d’onda raccontano parti diverse della storia. In astronomia usiamo anche degli strumenti chiamati spettrografi e qui non ci limitiamo a catturare immagini, ma in effetti catturiamo la luce e la scomponiamo nel suo arcobaleno di colori. Poi, in quella luce, cerchiamo quelle che noi chiamiamo “impronte”. Alcuni atomi e molecole tendono ad assorbire determinati colori, per la natura stessa della loro struttura, del loro moto e delle loro vibrazioni, assorbono certi colori della luce. Perciò scomporre la luce in un arcobaleno e poi cercare dei pattern nel tipo di luce che manca, ci svela quali molecole sono presenti. E non solo ci svela quali molecole ci sono, ma ci svela la loro temperatura e anche la loro pressione. Esaminando accuratamente queste linee nello spettro, si può determinare il moto di questa materia, perciò non abbiamo solo un’immagine statica. Possiamo persino fare una tomografia tridimensionale di un oggetto celeste, usando le informazioni fornite da questa luce spettrale. Ma, da astronoma, per me non è solo questione di immagini, è scomporre quella luce e studiarne i suoi componenti, è lì che ha luogo la scienza vera,  quella che va in profondità. È lì che scopri di cosa  sono davvero fatte le stelle: elio, elio e idrogeno, berillio, persino ferro e nichel. Come facciamo a saperlo? Non possiamo andare lì e analizzarle. Lo apprendiamo dalla luce. 
ND: Puoi parlarci di questo strumento e di cosa potrebbe mostrarci su Urano e Nettuno e su alcuni degli altri pianeti giganti che non abbiamo mai visto prima d’ora? Come ci aiuterà, questo telescopio, a comprendere questi pianeti? 
HH: Diciamo che vuoi studiare gli anelli di Giove, ok? Sappiamo che Giove ha degli anelli, Voyager li ha visti. Sappiamo anche che gli anelli planetari cambiano nel tempo. Cercare di ottenere un’immagine dei tenui anelli di Giove con accanto l’incredibilmente luminoso pianeta Giove è terribilmente difficile. Gli anelli sono un milione di volte meno luminosi del pianeta e sono proprio lì accanto. Ma la sensibilità del James Webb è così buona, e la sua produzione d’immagini è così buona, che la luce diffusa da Giove non si propaga neanche fino alla zona in cui si trovano gli anelli. Nelle nostre prime immagini di Giove, immagini a scopo ingegneristico, scattate solo per testare la luce diffusa sulla fotocamera, abbiamo scattato alcune nitide istantanee di Giove avvicinandolo sempre di più al sensore di guida fine per vedere se andava in tilt; persino in queste istantanee di prova, gli anelli sono proprio lì: meravigliosi, pienamente definiti, lì accanto al pianeta un milione di volte più luminoso. 
ND: Ora ti va di parlare dei pianeti al di fuori del nostro sistema solare? 
HH: Sì, certo. Qual è il tuo preferito? 
ND: E il tuo? 
HH: Oh, non saprei. Ne ho un paio. 
ND: Davvero? 
HH: Penso che uno dei sistemi preferiti di molti astronomi, adesso, sia il TRAPPIST-1. 
ND: Sì? Raccontami un po’. 
HH: TRAPPIST-1 è il nome della stella. TRAPPIST è il nome dell’indagine, ok? Hanno studiato questa stella e hanno scoperto che ci sono almeno sette pianeti che le orbitano attorno e molti di questi pianeti sembrano avere dimensioni simili alla Terra. Nel sistema TRAPPIST-1 diversi pianeti si trovano  alla giusta distanza dalla stella madre perché l’acqua possa essere liquida sulla loro superficie. La chiamiamo zona abitabile. Potremmo avere una lunga conversazione su cosa s’intenda per abitabilità, ma nel nostro sistema solare, perlomeno sul nostro pianeta Terra, l’unico su cui sappiamo esserci la vita, c’è un sacco di acqua. Quindi, quando parliamo di cercare pianeti abitabili, cerchiamo pianeti che siano alla giusta distanza dalla stella madre perché possa esserci dell’acqua. Perciò il sistema TRAPPIST, in cui sappiamo che ci sono dei pianeti nella regione potenzialmente abitabile e che hanno grossomodo le stesse dimensioni della Terra, è il sistema prediletto di tutti, ora come ora, perché il JWST gli dia un’occhiata con gli spettrografi. 
ND: Bene. Pensi che ci sia vita da qualche parte oltre che sulla Terra? E se sì, dove? 
HH: Ok, risponderò prima alla seconda domanda. Questa domanda, “C’è vita aliena là fuori?”, di solito la scompongo in due parti. Una è un esperimento mentale sulle dimensioni dell’universo, sulla scala dell’universo: quante stelle ci sono nella nostra galassia? E quante galassie? Ci sono miliardi di stelle solo nella nostra galassia e ci sono miliardi di galassie là fuori. E noi ci chiediamo se la vita possa o non possa essersi formata nel corso dei miliardi di anni di esistenza del nostro universo, con tutte quelle galassie, ognuna delle quali ha miliardi di stelle. Io dico che dev’esserci vita da qualche parte là fuori. Da qualche parte. Deve esserci. Quindi gli alieni sono venuti sulla Terra a farci visita? No, quella è tutta un’altra faccenda. Non è una domanda pertinente. Quella è più una questione psicologica. A me interessa più l’aspetto scientifico della domanda. Dobbiamo iniziare dai pianeti con dimensioni simili alla Terra e situati alla giusta distanza per avere dell’acqua, perché sono le condizioni necessarie per creare la vita così com’è sulla Terra. L’unico tipo di vita che riconosceremo, all’inizio, sarà un tipo di vita come la nostra, credo. 
ND: Quindi il JWST è uno strumento che possiamo adoperare 
nella ricerca di vita oltre la Terra. Ce ne sono altri, però, anche nel nostro stesso sistema solare: alcuni dei rover che sono su Marte, che attualmente stanno cercando antiche tracce biologiche o antichi segni di vita aliena nelle rocce lassù; ma anche alcune delle missioni in fase di programmazione nel sistema solare esterno e, nello specifico, su alcune delle lune laggiù. Sono curiosa di sapere se pensi che sia possibile che ci sia vita qui, nel nostro circondario galattico, ma oltre la Terra. 
HH: Ehi, tutto è possibile. Durante la mia carriera ho imparato a non ragionare mai per assoluti, perché l’universo è bravissimo a farsi beffe di noi. Sai, quando su Marte abbiamo i rover e gli orbiter, che stanno acquisendo immagini eccezionali, è chiaro che ci sono le prove che un tempo c’era acqua liquida sulla superficie di Marte. C’è sedimentazione, ci sono delle prove chimiche e, di fatto, c’è dell’acqua intrappolata nei ghiacci delle calotte polari di Marte, proprio ora. Quindi potrebbe ben essere che ad un certo punto, in passato, su quel pianeta ci fosse acqua liquida e che potessero esserci le condizioni perché comparisse la vita. Non lo sappiamo. Magari la vita ha avuto origine lì e poi si è propagata fino a noi: potremmo essere marziani. 
ND: Potremmo esserlo. 
HH: Non lo so. Non conosciamo la risposta. Seguendo la nostra definizione di cercare luoghi in cui l’acqua sia liquida, inizialmente le persone avevano ristretto il campo a una certa distanza dalla stella madre, grossomodo dalla Terra fino a Marte a malapena e forse un po’ verso l’interno, non all’interno quanto Venere, ma si erano fermati a quella regione, pensando: “La Terra è nella zona di Goldilocks, non c’è né troppo caldo né troppo freddo, ecco perché la vita è proprio qui.” Ma abbiamo appreso di più sul nostro sistema solare con le astronavi e i telescopi e una delle cose che abbiamo  appreso dalle nostre missioni nel sistema di Giove e nel sistema di Saturno è che alcune delle lune  più grandi in quei sistemi hanno tracce di acqua  liquida al loro interno. Più acqua sulla luna di Giove, all’interno della sua luna, Europa, di quanta ce ne sia sulla Terra: è assurdo, se ci pensi. 
ND: Sì, è sbalorditivo. 
HH: In quell’acqua potrebbe generarsi la vita? E qui ritorniamo agli ingredienti necessari alla vita, quali sono? Serve l’acqua, ma serve anche una qualche sorta di fonte d’energia. Serve un qualche tipo di superficie sulla quale la vita possa fare le sue cose chimiche per prendere forma. Non sono un’astrobiologa, quindi non so quale sia il gergo giusto, ma bisogna che ci sia una superficie perché accada qualcosa. Europa ha queste cose? Be’, non le ha in superficie, la sua superficie è solo ghiaccio, ma quello che sappiamo dalle varie volte in cui l’abbiamo sorvolata, siamo riusciti a mappare  la sua struttura, la struttura interna, esaminando il campo magnetico e come interagisce col pianeta ed esaminando la deflessione gravitazionale, quello che sappiamo è che probabilmente ha un nucleo solido e sappiamo anche che Europa è calda. 
Ora, perché mai questa luna che sta là vicino a Giove sarebbe calda? Perché mai l’altra luna di Giove, Io, avrebbe dei vulcani attivi? C’è molto caldo, assurdamente caldo. La risposta è che queste lune, in realtà, interagiscono tra di loro; fanno questa specie di danza risonante mentre orbitano attorno a Giove. Mentre orbitano l’una attorno all’altra e interagiscono tra di loro, la gravità di queste lune causa delle piccole flessioni nella forma delle lune, ma queste flessioni si ripetono nel tempo e questa ripetizione scalda il pianeta. Per spiegarlo ai bambini usavo delle vecchie carte di credito. Se prendi una carta di credito e la fletti e la fletti e la fletti e poi tocchi dove  la stai flettendo: è calda. È esattamente lo stesso processo, è la flessione a scaldarli. Quindi, tornando a Europa in orbita attorno a Giove: abbiamo l’acqua, abbiamo la superficie rocciosa in profondità, abbiamo il calore, abbiamo questa specie di fonte d’energia. Perciò è possibile che lì ci sia stata vita? Sicuro. Chi sono io per dire di no? Voglio dire, cosa so? L’universo è molto più complesso di quanto io possa immaginare. 
Stiamo costruendo una sonda chiamata Clipper che andrà nel sistema di Giove e orbiterà attorno a Giove, ma farà anche svariati sorvoli  ravvicinati della luna Europa. 
ND: Heidi, corre voce che tu  abbia una luna preferita. Qual è? E c’è solo una risposta giusta a questa domanda. 
HH: La mia luna preferita è Tritone. 
ND: È un’ottima risposta. HH: Ma non quella giusta? 
ND: Io avrei detto Giapeto. 
HH: No, no, no, no. Avremo una lunga conversazione a riguardo. 
ND: Dimmi perché Tritone è migliore. 
HH: Tritone è una luna fantastica. Si muove in orbita retrograda, a ritroso, attorno al pianeta. Pensiamo che fosse un oggetto della fascia di Kuiper che si avvicinò troppo a Nettuno e fu catturato dal pianeta. È una grande luna. Se vorresti che Plutone fosse un pianeta, non so quale sia la tua posizione a riguardo, ma Tritone è gemello di Plutone. È un po’ come un pianeta in orbita attorno a un altro pianeta. 
ND: Ma va a ritroso. 
HH: Sì, si muove a ritroso attorno al pianeta. Quando Voyager lo sorvolò nel 1989, volò abbastanza vicino e quindi ottenemmo una buona vista di una sua metà. Il suo terreno è straordinario e ci sono dei criovulcani attivi, vulcani, vulcani di ghiaccio, stanno eruttando su Tritone proprio ora. È davvero incredibile. Insomma, possiede un’atmosfera e al suo interno potrebbe esserci un oceano d’acqua allo stato liquido, potrebbe essere un pianeta oceanico. E dato che sappiamo che è attivo, perché l’abbiamo visto con Voyager, potrebbe costituire un’altra dimora per la vita. 
ND: Heidi, com’è nato il tuo interesse per l’astronomia? Cosa ha fatto scattare in te quella scintilla? 
HH: È una storia un po’ buffa, ma, in un certo senso, sono diventata astronoma perché soffrivo di mal d’auto. 
ND: Sul serio? 
HH: La mia famiglia organizzava lunghi viaggi in auto e, sai com’è, io mi sedevo sempre dietro e stavo male, non riuscivo nemmeno a leggere, riuscivo solo a guardare  fuori dal finestrino. E di notte, guardando fuori dal finestrino, ho iniziato a riconoscere costellazioni come il Grande Carro e Orione e ad intendermene sempre di più, perché l’unica cosa che potevo fare era osservare il cielo. Penso che sia stato questo a far nascere un’interesse in me. La mia insegnante di matematica un giorno prese da parte la sua classe di 4 alunni e ci chiese: “Ragazzi, in che college pensate di iscrivervi?” Quando venne il mio turno,  risposi: ”Alla Penn State.” Lei mi chiese: “Perché?” Risposi: “Mio padre è andato alla Penn State e vivo in Pennsylvania.” E lei mi disse: “Penso che dovresti fare domanda per il MIT.” 
ND: Wow. 
HH: Al che io risposi:  “Non so neanche cosa sia.” Mi incoraggiò e feci domanda. Quando si arrivò alle lettere di raccomandazione, chiesi al mio insegnante di chimica di scrivermene una e mi disse di no. Gli chiesi: “Perché no?” E mi rispose: “Non entrerai mai al MIT.” Allora lo chiesi all’insegnante di storia e lei accettò di scrivermi  una lettera ed entrai al MIT. E quando presi la mia lettera di accettazione e la mostrai all’insegnante di chimica, “Guardi, il MIT mi ha presa.”, lui mi disse: “È solo  perché sei una donna. Hanno delle quote da raggiungere.” Era il 1978 e la gente ti diceva cose del genere in faccia. Questo mi fece infuriare più di ogni altra cosa. Ero determinata ad andare al MIT e... a laurearmi, ovviamente. 
ND: Secondo te, quali sono le domande senza risposta più assillanti nel campo dell’astronomia? In qualsiasi branca, su qualsiasi parte dell’universo, vicino, lontano. Cos’è che ti tiene sveglia la notte? 
HH: Come si sono formate  le prime stelle e le prime galassie? Abbiamo un sacco di modelli e teorie, ma riuscire a fare delle vere e proprie osservazioni il più indietro possibile ci consentirebbe di mettere insieme alcune delle disparate osservazioni che abbiamo in una storia coerente. Penso che quella sia un’area molto, molto interessante, ora come ora. Il James Webb è stato costruito proprio per questo motivo, per aggiungere un pezzo a quella storia. 
ND: Certo. 
HH: Mi interessa anche come il nostro sistema  planetario, in cui viviamo, come ha avuto origine e come è diventato abitabile, di preciso? Sappiamo anche che, l’unico sistema che sappiamo essere abitato è il nostro sistema solare. ND: Giusto. 
HH: È proprio necessario avere pianeti giganti nel sistema esterno e pianeti piccoli nel sistema solare interno perché ci sia l’abitabilità? Oppure è solo un caso? Bisogna proprio che ci sia un Giove perché il sistema sia abitabile? Bisogna proprio che ci sia un Nettuno che attraversi la fascia di Kuiper lanciando sostanze volatili, acqua e altre cose, verso il sistema solare interno? È così interessante... e ci riguarda in quanto esseri umani. Come mai esistiamo? È parte della nostra storia,  della storia della nostra vita. Perciò mi interessa molto anche questa domanda. Ci restano ancora così tante osservazioni da fare, sia nel nostro sistema solare che nell’universo in generale. Penso che per un po’ gli astronomi avranno un bel gran daffare. 
