Una rara supernova, chiamata H0pe, che appare deformata tre volte in una singola immagine, potrebbe aiutare i ricercatori a risolvere un mistero di lunga data sull’universo. La supernova di tipo 1a è stata scoperta per la prima volta nelle fotografie catturate dal James Webb Space Telescope (JWST) della NASA.
In queste immagini (rif.), la stella che esplode può essere vista come un arco di luce arancione con tre punti luminosi che circondano parte dell’ammasso di galassie PLCK G165.7+67.0 (G165), che dista circa 4,5 miliardi di anni luce dalla Terra.
La lente gravitazionale
L’arco di luce è il risultato della lente gravitazionale. L’effetto è causato quando la luce proveniente da un oggetto distante, attraversa lo spazio-tempo deformato dalla gravità di un secondo oggetto massiccio in primo piano, posizionato tra l’oggetto distante e l’osservatore. La lente gravitazionale ingrandisce le immagini, rendendo più facile le analisi per i ricercatori.
I tre punti luminosi nell’arco attorno a G165, sembrano tre sorgenti luminose separate distorte dalla galassia in primo piano. Ma in realtà la supernova, che si trova a circa 16 miliardi di anni luce da noi, è stata duplicata due volte dall’effetto lente. L’astrofisico e comunicatore scientifico Ethan Siegel, non coinvolto nello studio, ha dichiarato che H0pe potrebbe aiutare a risolvere un mistero sull’espansione dell’universo: la tensione di Hubble.
La tensione di Hubble si basa su una discrepanza tra i due modi principali di stimare il tasso di espansione dell’universo, nota come costante di Hubble. Il primo metodo, prevede la misurazione dell’espansione utilizzando la radiazione cosmica di fondo a microonde (CMB), residuo del Big Bang. Il secondo metodo, invece consiste nel misurare quanto oggetti specifici, come le galassie e le supernove, si allontanano da noi. Questo metodo fornisce costantemente un valore leggermente più alto del primo.
La discordanza tra i calcoli
Questo problema ha confuso gli scienziati per decenni. Non esiste una ragione chiara per cui un metodo dovrebbe produrre un risultato diverso dall’altro. L’enigma ha addirittura indotto alcuni ricercatori a dichiarare una crisi della cosmologia.
H0pe potrebbe aiutare a risolvere il problema perché è una supernova di tipo 1a, che gli astronomi chiamano candela standard. Un punto di riferimento incredibilmente affidabile da cui possiamo misurare l’espansione dell’universo.
Le supernove di tipo 1a, coinvolgono una stella nana bianca che ruba materia a una stella partner binaria, prima di raggiungere la massa critica ed esplodere. Queste esplosioni hanno tutte una luminosità iniziale quasi uguale e si attenuano nel tempo alla stessa velocità. Confrontando queste candele standard a varie distanze dalla Terra, gli scienziati possono capire esattamente quanto velocemente si allontanano da noi e quindi dedurre il tasso di espansione dell’universo.
H0pe candela Standard
“H0pe è una candela standard particolarmente importante perché è la seconda supernova di tipo 1a più distante mai rilevata”, ha riferito Siegel. La forte lente gravitazionale e la duplicazione nelle nuove immagini forniscono inoltre ai ricercatori più informazioni su cui lavorare rispetto al normale.
L’idea di utilizzare supernove duplicate per affrontare il problema della tensione di Hubble non è nuova. A maggio, gli scienziati hanno utilizzato i dati di una supernova chiamata Refsdal per calcolare un nuovo valore per la costante di Hubble. Anche se questo differiva ancora dal valore calcolato utilizzando il CMB, la differenza tra le due misure era ridotta, suggerendo che un giorno avrebbero potuto coincidere.
Al momento non è chiaro se la supernova H0pe possa risolvere definitivamente questo atavico mistero sull’universo. Ma i ricercatori sono fiduciosi che se l’occhio attento di JWST riuscirà a continuare a individuare candele standard più distanti, il problema della tensione di Hubble potrebbe finalmente essere risolto.
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