Come Hubble vede attraverso la polvere cosmica per misurare la distanza delle galassie

Il Telescopio Spaziale Hubble svolge un ruolo cruciale nella misurazione delle distanze cosmiche attraverso l’osservazione delle supernovae di Tipo Ia , come quelle osservate nella galassia NGC 3810. Queste supernovae sono particolarmente preziose per la loro luminosità costante, che permette di calibrare le distanze tenendo conto degli effetti della polvere intergalattica.

Misurare la distanza degli oggetti cosmici è una delle attività fondamentali in astrofisica , essenziale per lo studio dell’Universo primordiale. Tuttavia, la misurazione diretta delle distanze è possibile solo per oggetti relativamente vicini come il Sole, i pianeti e alcune stelle. Per oggetti più remoti, come galassie, quasar e ammassi di galassie, si ricorre a metodi indiretti, tra cui l’analisi delle supernovae di Tipo Ia.

Nel 2022, la galassia NGC 3810 è stata teatro di una supernova di Tipo Ia, evento che ha catalizzato l’attenzione del Hubble all’inizio del 2023. Queste supernovae derivano dall’esplosione di una nana bianca e presentano una brillantezza estremamente uniforme, che le rende ideali per misurazioni di distanza. La luminosità teorica di una supernova di Tipo Ia è nota, quindi è possibile dedurre la sua distanza osservando quanto essa appaia debole dalla Terra.

Una delle incertezze di questo metodo risiede nella polvere intergalattica, che può oscurare parzialmente la luce della supernova. Per distinguere quanto dell’attenuazione della luce sia dovuto alla distanza e quanto alla polvere, il telescopio Hubble utilizza una tecnica che prevede la cattura delle immagini delle supernovae sia in luce ultravioletta , fortemente bloccata dalla polvere, sia in luce infrarossa , che la polvere lascia passare quasi integralmente. Analizzando attentamente la quantità di luce trasmessa in ciascuna lunghezza d’onda, è possibile calibrare la relazione tra la luminosità della supernova e la distanza, tenendo conto dell’effetto della polvere.

Esistono molteplici metodi per misurare le distanze cosmiche; grazie alla loro grande luminosità, le supernovae di Tipo Ia rappresentano uno degli strumenti più utili e precisi quando vengono individuate. Altri metodi devono essere impiegati sia come verifica indipendente delle misurazioni di distanza sia per misurare distanze molto più vicine o più lontane. Un metodo che funziona anche per le galassie consiste nel confrontare la velocità di rotazione con la loro luminosità; basandosi su questo metodo, NGC 3810 si trova a circa 50 milioni di anni luce dalla Terra.