Una nuova ricerca solleva dubbi sulla velocità di espansione dell’universo

Supernova (nel cerchio) nella galassia M82 in un'immagine del satellite Swift. La luce ultravioletta è mosrata in blu, quella vicina agli ultravioletti in rosso (Immagine NASA/Swift/P. Brown, TAMU))
Supernova (nel cerchio) nella galassia M82 in un’immagine del satellite Swift. La luce ultravioletta è mosrata in blu, quella vicina agli ultravioletti in rosso (Immagine NASA/Swift/P. Brown, TAMU))

Una ricerca condotta da un team guidato dall’astronomo Peter A. Milne dell’Università dell’Arizona pubblicata in due articoli sulla rivista “Astrophysical Journal” mostra che le supernove di tipo Ia possono essere distinte in due gruppi con caratteristiche diverse. Per anni gli astronomi avevano pensato che la loro brillantezza dipendesse quasi esclusivamente dalla loro distanza. Ciò può avere conseguenze anche sulle nostre conoscenze dell’espansione dell’universo, calcolata anche basandosi su questo tipo di supernove.

Le supernove di tipo Ia sono originate dall’esplosione di una nana bianca. In genere, queste stelle morenti hanno una massa troppo piccola per provocare una supernova ma se essa cresce sottraendo massa a un’altra stella sua compagna e quindi molto vicina possono diventare abbastanza massicce da esplodere.

Queste supernove sono state considerate per parecchio tempo come “fari” spaziali molto uniformi. Per questo motivo sono state utilizzate per misurare le distanze delle loro galassie, basandosi sulla loro brillantezza, che era ritenuta proporzionale alla loro distanza. Le loro osservazioni erano state usate anche come base per stabilire che l’espansione dell’universo stava accelerando.

La ricerca effettuata all’Università dell’Arizona mostra che le cose stanno in maniera diversa da come pensavamo. Peter A. Milne e i suoi colleghi Ryan J. Foley dell’Università dell’Illinois a Urbana-Champaign, Peter J. Brown dell’Università Texas A&M e Gautham Narayan del National Optical Astronomy Observatory (NOAO) di Tucson hanno esaminato un ampio campione di supernove di tipo Ia alla luce visibile e ultravioletta combinando osservazioni del telescopio spaziale Hubble e dell’osservatorio spaziale Swift della NASA.

Il satellite Swift, lanciato il 20 novembre del 2004, è dotato di tre telescopi per osservazioni a lunghezze d’onda molto diverse. Il suo scopo primario è di studiare i lampi gamma ma un altro obiettivo scientifico è l’osservazione di fenomeni come le supernove con il suo telescopio Ultraviolet/Optical Telescope (UVOT).

Le osservazioni effettuate da Swift sono state fondamentali perché le differenze tra i due gruppi di supernove di tipo Ia sono sottili alla luce visibile mentre sono più facilmente rilevabili agli ultravioletti. Un gruppo è un po’ più luminoso alle frequenze blu e ultraviolette e un altro è un po’ più luminoso alle frequenze rosse e infrarosse. Ciò significa che le supernove più lontane sono meno luminose di quanto ci si aspettasse perché hanno caratteristiche diverse da quelle previste.

La conseguenza è che i calcoli dell’espansione dell’universo basati sulle supernove di tipo Ia erano errati. L’accelerazione dell’espansione potrebbe essere decisamente inferiore a quella calcolata. Secondo gli autori della ricerca ciò potrebbe significare che c’è meno energia oscura di quanto si pensasse.

Le stime riguardanti l’energia oscura sono però state effettuate anche tramite altri metodi. L’analisi della radiazione cosmica di fondo è una delle fonti di quella stima. Un’altra è data dal fenomeno chiamato oscillazioni acustiche dei barioni (in inglese Baryon Acoustic Oscillations, BAO), che influenza la distribuzione della materia nell’universo.

Ciò su cui tutti sono d’accordo è che abbiamo bisogno di più dati che ci permettano di capire la natura dell’energia oscura prima ancora di misurarne la quantità. Ci sono vari progetti per compiere studi connessi a questo problema e ognuno di essi potrà portare nuove informazioni per risolvere uno dei maggiori misteri dell’astrofisica dell’inizio del terzo millennio.

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