Con COSMOS-Web puoi esplorare 800.000 galassie, 13,5 miliardi di anni luce

C’è un momento, in ogni epoca scientifica, in cui la tecnologia si fonde con la curiosità e apre porte alla conoscenza. Questo è ciò che ha fatto il James Webb Space Telescope (JWST) con la pubblicazione della più ampia mappa mai ottenuta dell’universo primordiale. Il progetto si chiama COSMOS-Web; utilizzando il potente sguardo infrarosso del JWST, gli scienziati hanno assemblato un mosaico digitale composto da oltre 10.000 immagini che coprono un’area pari a tre lune piene.

Un campo visivo che documenta e mostra quasi 800.000 galassie, alcune delle quali visibili com’erano 13,5 miliardi di anni fa. Questa mappa è una finestra sul tempo, un modo per osservare i primi atti della formazione cosmica. E grazie a un portale interattivo accessibile gratuitamente e senza registrazione; questo viaggio nel passato è ora possibile anche dal tuo schermo di casa. Il sistema è pensato per essere intuitivo; ogni interazione consente di passare da una scala generale a una visualizzazione puntuale con fluidità.

L’universo a portata di vista

Proposto nel 2021 e coordinato da un consorzio internazionale di ricercatori, COSMOS-Web si afferma come il più esteso programma osservativo della prima campagna scientifica del James Webb Space Telescope. Il progetto ha ricevuto 208,6 ore di osservazione; corrispondenti a circa nove giorni ininterrotti in cui il telescopio ha puntato una specifica area celeste.

Sono stati mappati 0,54 gradi quadrati di cielo con la NIRCam (Near Infrared Camera); a questo si aggiungono 0,2 gradi quadrati osservati con MIRI, lo strumento dedicato alla banda del medio infrarosso. La sinergia tra 50 scienziati provenienti da istituzioni di prestigio come Caltech, NASA, UC Santa Barbara e Rochester Institute of Technology ha reso possibile un’elaborazione strutturata dell’enorme volume di dati.

Il risultato è ora un archivio pubblico da 1,5 terabyte, accessibile a chiunque desideri esplorarlo.

Una mappa interattiva per esplorare lo spazio e il tempo

L’aspetto più affascinante della pubblicazione è senza dubbio il portale online interattivo, progettato per offrire un’esperienza coinvolgente e immersiva. L’interfaccia grafica consente di navigare liberamente in un vasto frammento dell’universo osservabile; ogni click apre una finestra su galassie remote, ognuna delle quali può essere visualizzata con filtri infrarossi multipli.

I metadati associati forniscono dettagli preziosi come età, distanza, morfologia, intensità luminosa, colore e perfino parametri strutturali. Alcune aree mostrano galassie nate pochi milioni di anni dopo il Big Bang; altre invece testimoniano fasi evolutive avanzate con fenomeni di formazione stellare estremamente attiva.

Il database di COSMOS-Web è più di cento volte più ampio rispetto alla storica Ultra Deep Field del 2004; questo rende possibile una panoramica più completa delle diverse epoche cosmiche. Grazie alla disponibilità online, chiunque possieda una connessione internet stabile può ora esplorare un campione rappresentativo di quasi tutta la storia cosmica; non serve essere astrofisici per partecipare a questa esplorazione digitale del tempo.

COSMOS-Web : dati per la scienza e per tutti

Il rilascio del catalogo COSMOS-Web è un’azione concreta di open science, pensata per estendere l’accesso alla conoscenza a una platea globale. Gli oltre 1,5TB di dati includono mosaici ad altissima risoluzione, ottenuti attraverso i filtri della NIRCam (F115W, F150W, F277W, F444W) e della MIRI; ogni filtro esplora una diversa banda dello spettro infrarosso.

I cataloghi fotometrici allegati contengono parametri dettagliati per centinaia di migliaia di oggetti celesti; tra questi troviamo dati su luminosità, redshift, struttura e morfologia. Ciò rende possibile l’accesso anche a ricercatori indipendenti, università o persino astrofili esperti; la barriera tecnica si abbassa notevolmente.

Alcuni gruppi di lavoro stanno già sfruttando questi dataset per indagare l’evoluzione delle galassie, la distribuzione su larga scala della materia oscura; altri si concentrano su modelli teorici legati all’inflazione cosmica e alle fasi iniziali dell’espansione dell’universo. Il potenziale di questi dati è enorme; e il fatto che siano disponibili pubblicamente amplifica il loro valore scientifico.

Come muoversi tra l’universo di COSMOS-Web

È sufficiente aprire questo link per accedere alla mappa interattiva di COSMOS-Web.

Di default viene mostrata una visione complessiva realizzata con la tecnologia NIRCam RGB (mappa di 0,54 gradi quadrati di cielo). In alto a destra è presente un’icona che consente di selezionare la tecnologia MIRI F770W (mappa di 0,2 gradi quadrati).

Cliccando sulla seconda icona, sempre in alto a destra, si accede alla lista dei settori disponibili per la navigazione. La terza icona, l’ultima in basso nello stesso menu, permette invece di attivare due diversi cataloghi visivi: quello fotometrico e quello spectroscopic redshift (spec-z).

Se scegli di visualizzare il catalogo fotometrico, sulla mappa appariranno dei cerchi numerati. Ogni numero rappresenta la quantità di immagini, ovvero le porzioni di universo osservate in quel settore. Con un doppio clic su uno di questi cerchi, entrerai nella regione specifica e visualizzerai un nuovo livello di dettagli; altri cerchi appariranno, ciascuno indicante nuove sottosezioni da esplorare. Ripetendo il doppio clic, si continua a scendere in profondità, fino a raggiungere le singole immagini associate a galassie distanti miliardi di anni luce.

Ogni galassia circondata da un cerchio di colore verde è cliccabile per essere visualizzata insieme ad una scheda tecnica come questa qui sotto.

Se non hai idea come leggere o interpretare i dati, ti viene in aiuto l’intelligenza artificiale; per esempio è sufficiente incollare l’immagine della scheda qui sopra al modello GPT-4o; usando un prompt ben strutturato si può instantanemanete ricevere una chiara sintesi di questo tipo

• Tipo di oggetto: galassia con profilo luminoso simile a quello di galassie a disco, piuttosto che a galassie ellittiche. Bassa formazione stellare e massa contenuta. ~3 miliardi di anni luce, galassia quiescente ovvero con bassa formazione stellare

Conclusioni: COSMOS-Web

Solo tre anni fa vivevamo ancora nell’era di Hubble; l’oggetto più distante scoperto all’epoca era la galassia GN-z11, la cui luce, ora in arrivo, fu emessa appena 420 milioni di anni dopo il Big Bang. Nel luglio del 2022, il JWST ha iniziato le operazioni scientifiche e, in pochi mesi, si è registrato un nuovo record cosmico; la sua maggiore apertura, le temperature più fredde e la maggiore sensibilità alle lunghezze d’onda gli hanno permesso di trovare oggetti invisibili a un telescopio come Hubble.

Alla fine di maggio del 2025, GN-z11 è ora solo la quattordicesima galassia più distante conosciuta; con la luce dell’attuale detentrice del record, MoM-z14, che risale a soli 280 milioni di anni dopo il Big Bang. Ovvero 140 milioni di anni prima di GN-z11.

Ciò che colpisce del progetto COSMOS-Web non è soltanto il numero di galassie disponibili (in un settore molto piccolo) ma anche la qualità senza precedenti delle immagini raccolte. La scala temporale coperta dalle osservazioni è straordinariamente ampia; va dai primi milioni di anni dopo il Big Bang fino a epoche più recenti dell’evoluzione cosmica.

I dati sono disponibili a chiunque voglia esplorarli. Il James Webb Space Telescope si conferma ben oltre il ruolo di semplice successore di Hubble; è un ponte tra passato remoto e presente osservabile. Per la prima volta, grazie a un’interfaccia digitale intuitiva, è possibile “navigare” in miliardi di anni di storia dell’universo con un semplice clic. E chissà: forse, nascosta tra i pixel di questa mappa cosmica, si trova già la prossima scoperta che allargherà la nostra comprensione del cosmo.