Credito d'immagine: Hubble
Gli astronomi hanno studiato la luce di 11 nuove supernovae per aiutare a convalidare l'evidenza che un qualche tipo di "energia oscura" sta accelerando l'Universo. Misurando la loro luminosità relativa, possono calcolare la distanza delle supernove di tipo Ia. Questi ultimi dati sono stati raccolti da un team internazionale di astronomi che utilizzavano telescopi terrestri per fornire obiettivi di follow-up per il telescopio spaziale Hubble. È in programma un nuovo satellite, chiamato SuperNova / Acceleration Probe, che sarà in grado di scoprire migliaia di supernova e seguire con precisione le loro esplosioni.
Una serie unica di 11 supernovae di tipo Ia distanti studiate con il telescopio spaziale Hubble getta nuova luce sull'energia oscura, secondo gli ultimi risultati del Supernova Cosmology Project (SCP), recentemente pubblicato su http://www.arxiv.org/abs / astro-ph / 0309368 e presto comparirà nel diario astrofisico.
Le curve di luce e gli spettri delle 11 supernovae distanti costituiscono "un set di dati straordinariamente bello, il più grande di tali set raccolti esclusivamente dallo spazio", afferma Saul Perlmutter, astrofisico del Lawrence Berkeley National Laboratory e leader del SCP. SCP è una collaborazione internazionale di ricercatori provenienti da Stati Uniti, Svezia, Francia, Regno Unito, Cile, Giappone e Spagna.
Le supernovae di tipo I sono tra le migliori "candele standard" dell'astronomia, così simili che la loro luminosità fornisce un indicatore affidabile della loro distanza e così luminose da essere visibili a miliardi di anni luce di distanza.
Il nuovo studio rafforza la straordinaria scoperta, annunciata dal Supernova Cosmology Project all'inizio del 1998, che l'espansione dell'universo sta accelerando a causa di una misteriosa energia che pervade tutto lo spazio. Tale scoperta si basava su dati provenienti da oltre tre dozzine di supernovae di tipo Ia, tutte tranne una osservate da terra. Un gruppo in competizione, il Team di ricerca Supernova High-Z, ha annunciato in modo indipendente risultati sorprendentemente coerenti, basati su altre 14 supernovae, osservate prevalentemente da terra.
Poiché l'Hubble Space Telescope (HST) non è influenzato dall'atmosfera, le sue immagini di supernove sono molto più nitide e forti e forniscono misurazioni di luminosità molto migliori di quelle possibili da terra. Robert A. Knop, assistente professore di fisica e astronomia presso la Vanderbilt University di Nashville, Tenn., Ha guidato l'analisi dei dati del Supernova Cosmology Project sulle 11 supernovae studiate con l'HST e co-autore del rapporto Astrophysical Journal con gli altri 47 membri dello SCP.
"I dati HST forniscono anche un forte test di estinzione della galassia ospite", afferma Knop, riferendosi alle preoccupazioni che le misurazioni della luminosità reale delle supernovae potrebbero essere gettate via dalla polvere in galassie distanti, che potrebbero assorbire e diffondere la loro luce. Ma la polvere renderebbe anche la luce di una supernova più rossa, così come il nostro sole appare più rosso al tramonto a causa della polvere nell'atmosfera. Poiché i dati dallo spazio non mostrano arrossamenti anomali con la distanza, dice Knop, le supernovae “superano il test a pieni voti”.
“Limitare tali incertezze è cruciale per l'utilizzo delle supernovae? o altre osservazioni astronomiche? esplorare la natura dell'universo ", afferma Ariel Goobar, membro di SCP e professore di astrofisica delle particelle all'Università di Stoccolma in Svezia. Il test di estinzione, afferma Goobar, "elimina qualsiasi preoccupazione che la polvere ordinaria della galassia ospite possa essere fonte di parzialità per questi risultati cosmologici a turni rossi elevati". (Vedi Cos'è Host-Galaxy Extinction?)
Il termine per la misteriosa "gravità ripugnante" che spinge l'universo ad espandersi sempre più velocemente è energia oscura. I nuovi dati sono in grado di fornire stime molto più rigorose della densità relativa della materia e dell'energia oscura nell'universo: in base a ipotesi dirette, il 25 percento della composizione dell'universo è materia di tutti i tipi e il 75 percento è energia oscura. Inoltre, i nuovi dati forniscono una misura più precisa della "elasticità" dell'energia oscura, la pressione che applica all'espansione dell'universo per unità di densità.
Tra i numerosi tentativi di spiegare la natura dell'energia oscura, alcuni sono consentiti da queste nuove misurazioni? compresa la costante cosmologica originariamente proposta da Albert Einstein? ma altri sono esclusi, inclusi alcuni dei modelli più semplici delle teorie conosciute come quintessenza. (Vedi Cos'è Dark Energy?)
Le supernovae a spostamento rosso elevato sono il miglior strumento singolo per misurare le proprietà dell'energia oscura? e infine determinare cos'è l'energia oscura. Come dimostrano gli studi sulle supernova con l'HST, il posto migliore per studiare le supernove con spostamento verso il rosso è con un telescopio nello spazio, non influenzato dall'atmosfera.
Tuttavia, "per utilizzare al meglio un telescopio nello spazio, è essenziale utilizzare al meglio i migliori telescopi sul terreno", afferma Chris Lidman, membro della SCP, dell'European Southern Observatory.
Per le supernovae nel presente studio, il team SCP ha inventato una strategia in base alla quale il telescopio spaziale Hubble potrebbe rispondere rapidamente alle scoperte fatte da terra, nonostante la necessità di programmare il tempo dell'ora legale con molto anticipo. Lavorando insieme, SCP e Space Telescope Science Institute hanno implementato la strategia con risultati eccellenti.
L'attuale studio, basato sulle osservazioni HST di 11 supernovae, indica la strada per la prossima generazione della ricerca sulle supernova: in futuro, la sonda SuperNova / Acceleration, o satellite SNAP, scoprirà migliaia di supernove di tipo Ia e misurerà i loro spettri e il loro le curve di luce fin dai primi momenti, attraverso la massima luminosità, fino a quando la loro luce si è spenta.
Perlmutter di SCP è ora alla guida di un gruppo internazionale di collaboratori con sede presso Berkeley Lab che stanno sviluppando SNAP con il supporto dell'ufficio scientifico del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti. Potrebbe essere che il miglior candidato per una corretta teoria dell'energia oscura sarà identificato subito dopo che SNAP ha iniziato a funzionare. Di conseguenza, si aprirà un mondo di nuova fisica.
"Nuovi vincoli su omega-m, omega-lambda ew da un insieme indipendente di undici supernove a spostamento alto osservate con l'HST", di Robert A. Knop e altri 47 (il Progetto Cosmologia della Supernova), appariranno nell'Astrofisico Journal ed è attualmente disponibile online all'indirizzo http://www.arxiv.org/abs/astro-ph/0309368.
Berkeley Lab è un laboratorio nazionale del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti situato a Berkeley, in California. Conduce ricerche scientifiche non classificate ed è gestito dall'Università della California.
Fonte originale: Berkeley News Release
