Una supernova distante 10 miliardi di anni luce la cui immagine è stata amplificata e triplicata dalla gravità potrebbe essere la chiave per scoprire il tasso di espansione dell’Universo.
Si chiama SN H0pe ed è stata individuata nei dati raccolti dal James Webb Space Telescope, proveniente da una galassia la cui luce ha viaggiato per poco più di 10 miliardi di anni per raggiungerci. Si tratta della seconda supernova più distante mai osservata ed è una supernova di tipo Ia, la cui luminosità viene utilizzata per misurare la velocità con cui l’Universo si sta espandendo.
Un documento che descrive la scoperta è stato inviato al The Astrophysical Journal ed è attualmente disponibile sul server di prestampa arXiv.
“Questo studio è il primo di una serie di articoli il cui obiettivo è quello di indagare SN H0pe, il cluster relativo e le sorgenti di lente“.
H0 è una continua spina nel fianco della cosmologia. Pensiamo che l’Universo si stia espandendo a un ritmo accelerato ma gli scienziati non sono stati in grado di determinare con precisione quale sia questo tasso.
Esistono due metodologie principali utilizzate per calcolarlo. Il primo, basato sulla luce residua del Big Bang nello sfondo cosmico delle microonde, restituisce tipicamente un tasso di espansione di circa 67 chilometri al secondo per megaparsec. Il secondo metodo, basato sulla supernove Ia, le candele standard, fornisce circa 73 chilometri al secondo per megaparsec.
Le candele standard sono oggetti con luminosità intrinseca nota, come le supernove di tipo Ia o le stelle variabili Cefeidi. Se sai quanto è intrinsecamente luminosa una cosa, puoi calcolare quanto è lontana; e le supernove di tipo Ia raggiungono tutte lo stesso picco di luminosità intrinseca.
La lente gravitazionale è un fenomeno creato da una massa abbastanza pesante da indurre una significativa curvatura dello spazio-tempo. Qualsiasi luce che viaggia attraverso lo spazio-tempo deve viaggiare lungo la curvatura indotta nel tessuto della spazio-tempo dalle masse cui si avvicina, il che può creare alcuni effetti interessanti per qualsiasi osservatore dall’altra parte (noi). Questi effetti includono l’ingrandimento, la distorsione e la moltiplicazione di una singola sorgente luminosa.
È così che Frye e i suoi colleghi hanno trovato H0pe. JWST ha effettuato osservazioni profonde dell’Universo e nel farlo ha trovato molti oggetti interessanti grazie alle lenti gravitazionali.
I dati ottenuti durante più sessioni di osservazione hanno rivelato una galassia chiamata Arco 2, la cui luce era riflessa da un enorme ammasso di galassie in primo piano. Tali osservazioni hanno rivelato tre punti di luce che l’analisi ha rivelato essere la luce di una supernova di tipo Ia.
Se la luce proviene da una candela standard, come una supernova di tipo Ia, dovrebbe essere più facile da calcolare rispetto, ad esempio, alla luce di una galassia. È stata scoperta solo una supernova più distante di H0pe, e non è stata fotografata; SN Wilson è stata scoperta osservando una galassia che si illuminava e si oscurava, coerentemente con la presenza al suo interno di una supernova.
Non abbiamo ancora questi calcoli. Questo documento è solo il primo di uno studio che presumibilmente richiederà tempo e approfondimenti. I documenti futuri esploreranno in dettaglio la spettroscopia che ha confermato l’identificazione di H0pe come supernova di tipo Ia, le misurazioni fotometriche del ritardo temporale, i modelli della lente e altre analisi.
La ricerca è stata inviata a The Astrophysical Journal ed è disponibile su arXiv.
