Gran parte della conoscenza astronomica è costruita sulla scala della distanza cosmica. Uno dei motivi per cui è necessario aggiungere così tante piste è che le tecniche spesso diventano difficili o impossibili da usare oltre una certa distanza. Le variabili cefeidi sono un oggetto fantastico per permetterci di misurare le distanze, ma la loro luminosità è sufficiente a consentirci di rilevarle a poche decine di milioni di parsec. Pertanto, devono essere sviluppate nuove tecniche basate su oggetti più luminosi.
Il più famoso di questi è l'uso delle Supernove di tipo Ia (quelle che collassano appena superare il limite di Chandrasekhar) come "candele standard". Questa classe di oggetti ha una luminosità standard ben definita e confrontando la sua luminosità apparente con la luminosità effettiva, gli astronomi possono determinare la distanza tramite il modulo di distanza. Ma questo si basa sulla circostanza fortuita che si verifichi un evento del genere quando si desidera conoscere la distanza! Ovviamente, gli astronomi hanno bisogno di qualche altro asso nella manica per le distanze cosmologiche, e un nuovo studio discute la possibilità di usare un altro tipo di supernova (SN II-P) come un'altra forma di candele standard.
Le supernove di tipo II-P sono supernove classiche a collasso del nucleo che si verificano quando il nucleo di una stella ha superato il limite critico e non può più sostenere la massa della stella. Ma a differenza di altre supernovae, la II-P decade più lentamente, livellandosi per qualche tempo creando un "plateau" nella curva della luce (che è da dove viene la "P"). Sebbene i loro plateau non siano tutti della stessa luminosità, rendendoli inizialmente inutili come una candela standard, gli studi dell'ultimo decennio hanno dimostrato che l'osservazione di altre proprietà può consentire agli astronomi di determinare quale sia la luminosità del plateau e rendere queste supernove “standardizzabili ”.
In particolare, la discussione si è recentemente concentrata su possibili connessioni tra la velocità di ejecta e la luminosità dell'altopiano. Uno studio pubblicato da D’Andrea et al. all'inizio di quest'anno ha tentato di collegare la luminosità assoluta alle velocità della linea Fe II a 5169 Angstrom. Tuttavia, questo metodo ha lasciato grandi incertezze sperimentali che si sono tradotte in un errore fino al 15% della distanza.
Un nuovo documento, che sarà pubblicato nel numero di ottobre dell'Astrophysical Journal, un nuovo team, guidato da Dovi Poznanski del Lawrence Berkley National Laboratory, tenta di ridurre questi errori utilizzando la linea beta dell'idrogeno. Uno dei principali vantaggi di questo è che l'idrogeno è molto più abbondante, consentendo alla linea beta dell'idrogeno di emergere mentre le linee Fe II tendono ad essere deboli. Ciò migliora il rapporto segnale rumore (S / N) e migliora i dati complessivi.
Utilizzando i dati dello Sloan Digital Sky Survey (SDSS), il team è riuscito a ridurre l'errore nella determinazione della distanza all'11%. Anche se questo è stato un miglioramento rispetto a D’Andrea et al. studio, è ancora significativamente più alto rispetto a molti altri metodi per la determinazione della distanza a distanze simili. Poznanski suggerisce che questi dati sono probabilmente distorti a causa di una propensione naturale verso le supernove più luminose. Questo errore sistematico deriva dal fatto che i dati SDSS sono integrati con i dati di follow-up che il team ha impiegato, ma i follow-up sono condotti solo se la supernova soddisfa determinati criteri di luminosità. Come tale, il loro metodo non è pienamente rappresentativo di tutte le supernove di questo tipo.
Per migliorare la calibrazione e, si spera, migliorare il metodo, il team prevede di continuare lo studio con dati espansi provenienti da altri studi che sarebbero privi di tali pregiudizi. In particolare, il team intende utilizzare la Palomar Transient Factory per integrare i risultati.
Man mano che le statistiche migliorano, gli astronomi guadagneranno un altro gradino sulla scala della distanza cosmologica, ma solo se saranno abbastanza fortunati da trovare uno di questo tipo di supernova.
