(METEOGIORNALE.IT) Le giganti rosse con voci profonde potrebbero risolvere la confusione della cosmologia
La trasmissione di note profonde all’interno delle stelle giganti rosse può dirci la loro distanza, fornendo un nuovo modo per misurare l’universo. Questo potrebbe rivelarsi utile per gli astronomi in qualsiasi circostanza, ma ancora di più quando le misurazioni delle distanze cosmiche hanno messo in dubbio i nostri modelli dell’universo, che alcuni considerano una crisi nella cosmologia.
Gli astronomi concordano sul fatto che l’universo si sta espandendo e che il tasso di espansione sta aumentando. Tuttavia, i due principali metodi utilizzati per misurare quella crescita producono risultati contrastanti, noti come la tensione di Hubble. Una volta, i margini di errore di ciascun metodo erano abbastanza ampi da consentire una certa sovrapposizione. Tuttavia, con il miglioramento della precisione grazie ai nuovi strumenti, questa è scomparsa.
Almeno una delle misurazioni (o le conclusioni che ne traiamo) deve essere errata, ma non sappiamo quale o perché. Poiché gran parte del modo in cui vediamo l’universo deriva da quel tasso di espansione, risolvere la questione è diventata una priorità. Forse un altro metodo potrebbe fungere da arbitro.
Questa è la speranza di un team di ricercatori che hanno pubblicato prove che mostrano come una sottocategoria di stelle giganti rosse possa fornire una misura alternativa del tasso di espansione dell’universo. I loro studi sono stati finora troppo vicini a casa per essere utilizzati in questo modo, ma il potenziale c’è.
Quando le stelle si avvicinano alla fine della loro vita, esaurendo l’idrogeno da fondere, si raffreddano e si gonfiano, diventando giganti rosse. Alla fine, iniziano a fondere l’elio e intorno al momento della transizione sono note come stelle “punta del ramo delle giganti rosse” (TRGB).
Molte stelle, in particolare le giganti rosse, subiscono variazioni di luminosità a causa di onde sonore giganti che rimbalzano avanti e indietro all’interno di esse. I ricercatori hanno diviso le stelle TRGB nelle Nuvole di Magellano in popolazioni basate sulla lunghezza del tempo che impiegano a vibrare. Hanno scoperto che il gruppo con vibrazioni più lente ha le caratteristiche coerenti che le rendono preziose per gli astronomi, mentre quelle con note più alte sono più giovani e probabilmente più ricche di metalli.
“Le stelle giganti rosse più giovani vicino alla TRGB sono un po’ meno luminose delle loro cugine più anziane”, ha affermato l’autore dello studio Richard Anderson, dell’École Polytechnique Fédérale de Lausanne. “Le oscillazioni acustiche che osserviamo come fluttuazioni di luminosità ci permettono di capire con quale tipo di stella abbiamo a che fare: le stelle più anziane oscillano a frequenza più bassa, proprio come un baritono canta con una voce più profonda di un tenore!”
Conoscere la posizione di una stella sulla TRGB ci consente di calcolare la sua vera luminosità con maggiore precisione. Combinando ciò con quanta luce vediamo, possiamo misurare la distanza delle stelle TRGB in galassie più remote. La potenzialità di utilizzare le stelle TRGB per misurare la distanza è nota da un po’ di tempo, ma i precedenti sforzi sono stati afflitti dall’incertezza sulla vera luminosità e quindi considerati meno affidabili rispetto all’utilizzo delle variabili Cefeidi. Cronometrare le oscillazioni potrebbe affrontare questo problema.
Misurare il movimento di queste stelle e delle galassie in cui esistono, utilizzando il loro spostamento verso il rosso, è relativamente facile. Abbinare la distanza e la velocità di movimento fornisce un modo per misurare la crescita dell’universo.
“Abbiamo scoperto che le oscillazioni acustiche delle stelle giganti rosse ci dicono come misurare al meglio le distanze cosmiche utilizzando il metodo ‘punta del ramo delle giganti rosse’”, ha detto Anderson.
L’uso di oggetti di luminosità intrinseca nota è simile a uno dei metodi esistenti, che utilizza le supernove di tipo Ia. Queste sono apprezzate dagli astronomi perché la loro luminosità al picco è coerente, dandoci una buona idea di quanto siano realmente luminose. Come le stelle TRGB, abbinare ciò con la nostra luminosità misurata e lo spostamento verso il rosso ci consente di confrontare distanza ed espansione, fornendo un lato della tensione di Hubble. I risultati contrastanti provengono dalle misurazioni della radiazione di fondo cosmico.
Le stelle TRGB non sono luminose come le supernove, quindi non possiamo utilizzare questo metodo su distanze altrettanto enormi. D’altra parte, sono più comuni e possono essere misurate a nostro piacimento, piuttosto che verificarsi solo brevemente. Di conseguenza, possiamo utilizzare le stelle TRGB per calibrare le nostre misurazioni per galassie più vicine in cui sono state osservate supernove.
Se, come alcuni sospettano, la soluzione alla tensione di Hubble è che c’è qualcosa di sbagliato nelle nostre osservazioni delle supernove di tipo Ia o in come le interpretiamo, questo potrebbe essere il modo per scoprirlo.
