Tre distintipunti di luceosservati nel 2023 dal telescopio spazialeWebbin unammasso galatticonell’Orsa Maggiore che in una precedente osservazione, effettuata tramiteHubble, non erano presenti: quei tre punti sono un’unicasupernovae si trova molto, molto lontano.
DenominataH0pe, la supernova risulta visibile solo grazie all’effettolente gravitazionaleche si verifica quando un oggetto massiccio, meglio ancora un insieme di galassie come l’ammasso PLCK G165.7+67.0, piega la luce degli oggetti situati (dal nostro punto di vista) dietro di essoingrandendoli, consentendo agli scienziati di osservare in modo dettagliato corpi celesti che altrimenti sarebbero del tuttoinvisibilia causa della grande distanza che ci separa da loro.
Brenda Frye, astronoma presso l’Università dell’Arizona, paragona questa osservazione alguardare in uno specchio a tre ante: “Nell’immagine di Webb questo è stato dimostrato proprio davanti ai nostri occhi in quanto quella centrale era capovolta rispetto alle altre due, un effetto della ‘lente’ previsto dalla teoria”.
La supernova H0pe esplose quando l’universo aveva 3,5 miliardi di anni (oggi ne ha 13,8)
La lente gravitazionale è infatti un effetto teorizzato daAlbert Einstein, così come la visione in contemporanea dipiù immagini dello stesso oggettoe negli ultimi anni il fenomeno è stato osservato diverse volte (recentemente sono state visualizzate dellegalassie dall’alba dell’universo) grazie ai telescopi dotati di capacità un tempo impensabili come Hubble e Webb. Gli astronomi possono così osservare l’evento supernova intre diverse fasidell’esplosione.
H0pe è unasupernova di tipo Ia, una classe di esplosioni stellari utili comecandele standard in astronomia. Le supernove di questo tipo sono note per la loro luminosità intrinseca prevedibile, il che le rendestrumenti affidabili per misurare le distanze nell’universo.
Ilritardo temporalemostrato da ogni immagine permette ai ricercatori di determinareun nuovo valore per la costante di Hubble: 75,4 chilometri al secondo permegaparsec, con un margine di errore di più 8,1 o meno 5,5, una misurazione coerente con altri valori elevati della costante derivati da osservazioni di galassie vicine.
Si tratta di una scoperta che potrebbe aiutare a risolvere il problema noto cometensione di Hubble, ovvero ladiscrepanzatra le misurazioni del tasso di espansione dell’universo basate sullaradiazione cosmica di fondo(l’eco del Big Bang) e quelle che consideranol’osservazione della distanza e della velocità di allontanamento delle galassie e delle stelle cefeidi vicine(universo locale), che restituiscono valori diversi poiché indicano nel primo caso un tasso di espansione più lento e nel secondo più rapido.
La misurazione dellacostante di Hubblenecessita di ulteriori metodi oltre ai due già utilizzati
Lo sfruttamento della lente gravitazionale per misurare la costante di Hubble èun nuovo metodo indipendentedai precedenti per calcolare questo valore cosmologico fondamentale ed è solola seconda opportunitàpresentatasi agli astronomi per studiare una supernova di tipo Ia in questo modo particolare.
“La supernova è stata chiamata SN H0pe perché dà agli astronomi la speranza di comprendere meglio il tasso di espansione mutevole dell’universo” spiega Frye.
La discrepanza fra i due sistemi di misurazione finora adottati ha portato a un ampiodibattitofra gli astronomi, con alcuni che suggeriscono potrebbe essere necessariauna nuova fisicaper spiegare la differenza. I dati di Supernova H0pe contribuiscono a questa discussione fornendo una nuova misurazione precisa della costante di Hubble chesi approssima maggiormente ai valori più alti associati all’universo locale.
“Questa è una delle grandi scoperte di Webb e sta portando a una migliore comprensione di questo parametro fondamentale del nostro universo” afferma Rogier Windhorst, astronomo leader del programmaPEARLS(Prime Extragalactic Areas for Reionization and Lensing Science), portato avanti grazie agli strumenti del telescopio Webb, che continuerà a studiare la Supernova H0pe (e qualsiasi altra supernova osservabile attraverso il fenomeno della lente gravitazionale), con l’obiettivo di perfezionare ulteriormente la conoscenza della costante di Hubble ed esplorare la natura della tensione di Hubble approfondendo aspetti critici riguardo l’espansione dell’universo e la natura della materia oscura.
Lo studioJWST Spectroscopy of SN H0pe: Classification and Time Delays of a Triply Imaged Type Ia Supernova at z = 1.78è stato pubblicato su The Astrophysical Journal
InoltreSN H0pe: The First Measurement of H0 from a Multiply-Imaged Type Ia Supernova, Discovered by JWSTè disponibile in preprint su arXiv, in attesa di pubblicazione.
