I ricercatori hanno identificato una nuova metodologia per misurare con precisione le distanze cosmiche basata sulle oscillazioni acustiche barioniche (BAO).
Secondo il comunicato ufficiale dell’Università di Cordoba, la presenza di queste onde è stata dimostrata per la prima volta nel 2005. È interessante notare che queste onde sono state generate poco dopo il Big Bang e possono ancora essere rilevate.
Le onde BAO attraversarono la calda materia cosmica durante i primi 380.000 anni di esistenza dell’universo. Poco dopo il Big Bang, l’universo si espanse e alla fine cominciò a raffreddarsi al punto che queste onde si fermarono nel tempo, proprio dove si trovavano. Nel corso del tempo, lungo quelle increspature ghiacciate si sono formate le galassie.
Queste increspature ghiacciate si allungarono man mano che l’universo primordiale si espandeva, aumentando la distanza tra le galassie. Si può pensare alle BAO come al sovrano cosmico dell’universo, che aiuta gli scienziati a misurare il tasso di espansione dell’universo e le distanze cosmiche.
Tuttavia, la difficoltà sta nel determinare la collocazione precisa di queste onde congelate nel vasto universo.
Esaminare un database di quasi un milione di galassie
In precedenza gli astronomi dipendevano dagli ammassi di galassie per scoprire queste onde congelate, ma questo nuovo studio mostra come localizzarle esaminando la forma e l’orientamento delle galassie.
Utilizzando approcci statistici, i ricercatori hanno esaminato un database di quasi un milione di galassie. Secondo il comunicato ufficiale, erano particolarmente interessati a raccogliere dati su due fattori distinti: “l’ellitticità delle galassie e la densità attorno ad esse“.
Nell’universo, le galassie tendono ad allungarsi nella direzione in cui più galassie sono raggruppate insieme, influenzate dalla forza di gravità. Tuttavia, ci sono regioni specifiche in cui questo effetto gravitazionale è meno significativo.
“È in quei punti, dove le galassie non puntano dove dovrebbero, che le statistiche ci dicono che si trovano le oscillazioni acustiche barioniche, poiché queste onde agiscono anche come punti di attrazione gravitazionale“, ha spiegato Antonio J. Cuesta, uno degli autori di questo nuovo studio.
Utilizzando questo set di informazioni, i ricercatori potrebbero determinare con maggiore precisione le posizioni e le distanze precise delle galassie. Questa conoscenza migliorata potrebbe essere sfruttata per creare mappe più accurate dell’universo.
“La prima applicazione pratica che questo studio potrebbe avere è stabilire con maggiore precisione dove si trovano le galassie e la separazione tra loro e la Terra, ma, in un certo senso, stiamo anche guardando al passato“, ha aggiunto Cuesta.
Questa nuova strategia potrebbe aiutare gli scienziati a comprendere meglio la sconcertante espansione dell’universo, un processo che al momento non sono in grado di spiegare a fondo.
Potrebbe anche fornire informazioni su altri misteri che governano il cosmo, come l’enigmatica materia oscura e l’energia oscura.
I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature Astronomy.
Estratto dello studio:
La caratteristica dell’oscillazione acustica barionica nel raggruppamento di galassie o quasar fornisce un “righello standard” per le misurazioni della distanza in cosmologia. In questo lavoro, riportiamo un segnale 2–3σ della caratteristica di immersione dell’oscillazione acustica barionica nelle funzioni di correlazione incrociata densità-ellitticità della galassia utilizzando il campione spettroscopico del Baryon Oscillation Spectroscopic Survey CMASS, combinato con il Deep Dark Energy Spectroscopic Instrument Legacy Imaging Surveys per misurazioni precise della forma delle galassie. Misuriamo le funzioni di correlazione galassia-ellitticità e le modelliamo utilizzando il modello di allineamento lineare. Vincoliamo la distanza DV/rd allo spostamento verso il rosso di 0,57 con una precisione del 3–5%, a seconda dei dettagli della modellazione. La misurazione dell’ellitticità della galassia riduce l’incertezza della misurazione della distanza di circa il 10% in aggiunta a quella derivata dalla correlazione galassia-galassia. Ancora più importante, per le future indagini sulle galassie grandi e profonde, le misurazioni indipendenti dell’ellitticità della galassia possono aiutare a chiarire la sistematica negli studi sull’oscillazione acustica barionica.
