Sviluppo imaging IR termico dallo spazio

Nel 2009 è previsto il lancio del nuovo telescopio spaziale (NGST) provvisto di uno specchio del diametro di 8 metri. La durata prevista per questa missione è di 5-10 anni e il costo complessivo si aggira sui 900 milioni di dollari. Il primo obiettivo dell'NGST è quello di osservare le prime stelle e galassie dell'Universo. Questo progetto intende dare una risposta ad alcune domande fondamentali che il NASA's Space Science program si pone da tempo: Qual'è la forma dell'Universo? Come evolvono le galassie? Come si formano e interagiscono le stelle e i sistemi planetari? Come è arrivato l'Universo all'attuale composizione elementare e chimica?

La risposta a molte di queste domande è legata a corpi celesti formatisi molto presto nella storia dell'Universo. Oggi tali oggetti emettono radiazioni verso il rosso e ciò significa che conviene osservarli nella porzione infrarossa dello spettro. L'NGST è in grado di leggere segnali tra $0.6 \mu m$ e $28 \mu m$ (con performance ottime tra $1 \mu m$ e $5 \mu m$) e può vedere oggetti quattrocento volte più deboli di quelli normalmente osservati dai grandi telescopi terrestri a infrarosso (come il Keck Observatory o il progetto Gemini) o dai telescopi spaziali a infrarosso della nostra generazione (ISO, NICMOS o SIRTF); in quanto a risoluzione spaziale è migliore di quella del HST (Hubble Space Telescope).

Le nostre conoscenze su come si sia formato l'Universo sono limitate alla sua struttura attuale e a come era nel ``recente'' passato (quando l'Universo aveva 10-15 miliardi di anni) e sono basate su osservazioni a tutte le lunghezze d'onda. Sappiamo inoltre com'era l'Universo quando era abbastanza giovane (meno di 1 milione di anni circa) basandoci sulle osservazioni delle microonde cosmiche del background e delle particelle fisiche ad alta energia. Il periodo intermedio compreso tra 1 milione e pochi miliardi di anni, non è mai stato osservato. È durante questo lasso di tempo che si sono formate le prime strutture che oggi vediamo, cioè complessi di stelle e galassie.

Per risolvere alcune delle domande citate in precedenza gli astronomi hanno studiato una serie di target da osservare durante la missione del NGST. Il programma è essenzialmente diviso in cinque aree tematiche:
1. Cosmologia e struttura dell'Universo
2. Origine ed evoluzione delle galassie
3. Storia della Via Lattea e dei suoi dintorni
4. Nascita ed evoluzione delle stelle
5. Origini ed evoluzione dei sistemi planetari.

Nelle seguenti immagini vediamo come appare l'NGST in fase di progettazione.

Figure: a) Immagine dell'NGST con la nebulosa di Orione come sfondo. b) L'NGST come apparirà nello spazio.

a)

b)

La figura seguente mostra il modello base su cui si basa la costruzione dell'NGST.

Figure: L'immagine mostra l'NGST; in questo modello è meglio distinguibile la struttura del telescopio stesso.