Svelare i Misteri dell’Universo: La Costante di Hubble Rivisitata

Scopri come i telescopi spaziali Hubble e James Webb stanno ridefinendo la nostra comprensione dell'espansione cosmica.

Grazie all’impiego delle avanzate lenti dei telescopi spaziali Hubble e James Webb, la comunità scientifica sta rivolgendo un’attenzione particolare alla Costante di Hubble. Questo parametro cruciale misura il tasso di espansione dell’universo. Recenti ricerche, in particolare quelle condotte con il JWST, hanno fornito misurazioni più accurate, fondamentali per una comprensione più profonda delle caratteristiche generali dell’universo.

La Costante di Hubble e la sua Importanza

Negli ultimi anni, i progressi nella nostra comprensione dell’universo sono stati straordinari, grazie all’operato del Telescopio Spaziale Hubble (HST) e del suo successore, il Telescopio Spaziale James Webb (JWST). Questi strumenti hanno rivoluzionato il campo dell’astronomia, portando alla luce scoperte senza precedenti. Tra i loro obiettivi principali vi è il perfezionamento della Costante di Hubble, un indicatore essenziale che descrive la velocità con cui le galassie lontane si allontanano dalla Terra in relazione alla loro distanza.

La Costante di Hubble, comunemente indicata come H0, rappresenta una pietra miliare nella cosmologia moderna. Essa descrive il tasso di espansione dell’universo e stabilisce una relazione tra la Terra e le galassie lontane, basata sulla loro velocità di recessione. Introdotta per la prima volta da Edwin Hubble nel 1929, questa costante è espressa in chilometri al secondo per megaparsec (km/s/Mpc). I punti chiave riguardanti H0 includono:

  • Indica quanto rapidamente le galassie si allontanano per ogni megaparsec di distanza.
  • La sua misurazione accurata è fondamentale per comprendere l’età e le dimensioni dell’universo.
  • Il dibattito scientifico sulla sua determinazione è in corso da decenni.

Innovazioni nella Misurazione dell’Espansione Universale

Un recente articolo pubblicato da un team di ricercatori guidato da Adam G. Riess della Johns Hopkins University ha confermato i risultati di uno studio precedente condotto con l’HST. Utilizzando il JWST, il team ha esplorato i risultati precedenti relativi alla scala delle distanze delle cefeidi e delle supernovae. Questi oggetti celesti sono stati utilizzati per stabilire distanze attraverso il cosmo, grazie all’analisi di:

Fotografia di Edwin Powell Hubble
Ritratto in studio di Edwin Powell Hubble nel 1931.
Johan Hagemeyer, Ritratti Fotografici Carmel
Supernova a Immagini Moltiplicate nella Galassia MRG-M0138
Il Telescopio Spaziale James Webb della NASA ha individuato una supernova a immagini moltiplicate in una galassia distante designata MRG-M0138.
NASA, ESA, CSA, STScI, Justin Pierel (STScI) e Andrew Newman (Istituzione Carnegie per la Scienza)
  • Stelle variabili cefeidi.
  • Supernovae di Tipo Ia.

Entrambi possono essere considerati come “candele standard”, poiché la loro luminosità intrinseca è ben compresa. Misurando la loro luminosità apparente dalla Terra, è possibile calcolare le loro distanze confrontandole con la luminosità intrinseca.

Affrontare la Tensione di Hubble

Negli ultimi decenni, sono stati compiuti numerosi sforzi per determinare con precisione il valore di H0, utilizzando una varietà di strumenti e osservazioni. Tra questi, il fondo cosmico a microonde è stato impiegato insieme agli studi sulle cefeidi e sugli eventi di supernova. I risultati ottenuti hanno dato vita a una serie di misurazioni che sono state definite “tensione di Hubble”. Lo studio recente che ha utilizzato il JWST mira a perfezionare e convalidare i risultati precedenti, contribuendo così a risolvere questa controversia.

Tecniche e Sfide nella Determinazione di H0

Per ottenere una misura di H0 con un alto grado di accuratezza, è necessario osservare un campione sufficientemente ampio di cefeidi e supernovae. Tuttavia, questo si è rivelato impegnativo, in particolare per quanto riguarda la dimensione del campione di supernovae all’interno dell’intervallo delle stelle variabili cefeidi. Il team di ricerca ha anche esplorato altre tecniche per determinare H0, come:

  • L’analisi dei dati dell’HST sulla luminosità delle stelle più brillanti della branca dei giganti rossi.
  • Lo studio della luminosità di alcune stelle ricche di carbonio.

Conclusioni e Prospettive Future

Il team di ricerca ha concluso che, combinando tutte le misurazioni ottenute dal JWST, inclusa una correzione per il campione limitato di dati delle supernovae, il valore di H0 risulta essere 72.6 ± 2.0 km/s/Mpc. Questo valore è in linea con i dati combinati dell’HST, che avevano determinato H0 come 72.8 km/s/Mpc. Sebbene ci vorranno ancora anni e ulteriori studi affinché la dimensione del campione di supernovae del JWST raggiunga quella dell’HST, i risultati finora ottenuti indicano che stiamo finalmente affinando un valore accurato per la Costante di Hubble, un passo fondamentale per la nostra comprensione dell’universo.

Evidenze Migliorate per Nuova Fisica nell'Universo
Questa illustrazione mostra tre passaggi che gli astronomi hanno utilizzato per misurare il tasso di espansione dell’universo (costante di Hubble) con un’accuratezza senza precedenti, riducendo l’incertezza totale al 2,3 percento. Le misurazioni semplificano e rafforzano la costruzione della scala delle distanze cosmiche, che viene utilizzata per misurare distanze accurate verso galassie vicine e lontane dalla Terra. L’ultimo studio di Hubble estende il numero di stelle variabili Cepheid analizzate a distanze fino a 10 volte più lontane nella nostra galassia rispetto ai risultati precedenti di Hubble.
NASA, ESA, A. Feild (STScI) e A. Riess (STScI/JHU)

Fonti e Riferimenti dell'Articolo: