James Webb e l'immagine straordinaria della supernova Hope: una chiave per risolvere la tensione di Hubble
Grazie al Telescopio Spaziale James Webb (JWST) , gli astronomi hanno immortalato una visione mozzafiato di una supernova in una galassia lontana, apparsa come un filo di taffy distorto nel cielo. Soprannominata “supernova Hope” , questa esplosione cosmica non colpisce solo per la sua bellezza visiva, ma offre anche preziosi dati per comprendere un enigma fondamentale della cosmologia: la tensione di Hubble .
La tensione di Hubble rappresenta il disaccordo tra gli scienziati riguardo la velocità di espansione dell’universo , misurata attraverso la costante di Hubble . Il problema sorge perché due metodi principali di calcolo forniscono risultati discordanti. Da un lato, si può stimare la velocità di espansione osservando l’universo locale, ossia quello più recente. Dall’altro, si può guardare all’universo primordiale, quello più lontano nel tempo. Tuttavia, i valori ottenuti non coincidono, creando così un grande dilemma scientifico.
Le supernove osservate dal JWST , sfruttando il fenomeno della lente gravitazionale nell’universo primordiale, potrebbero offrire un terzo metodo per determinare la velocità di espansione e contribuire a risolvere la tensione tra i due modelli.
La scoperta della supernova Hope è avvenuta quando il team internazionale guidato da Brenda Frye ha identificato tre punti luminosi insoliti nelle immagini ottenute dal JWST di un ammasso galattico remoto. Curiosamente, questi punti non erano presenti nelle immagini dello stesso ammasso catturate dal Telescopio Spaziale Hubble nel 2015.
La supernova Hope è una supernova di Tipo Ia , un fenomeno che si verifica in sistemi binari, dove una stella simile al Sole e una nana bianca , ormai spenta, interagiscono. Se le due stelle sono abbastanza vicine, la nana bianca può assorbire plasma dalla stella compagna. Quando la nana bianca accumula una quantità sufficiente di materiale, si innesca un’esplosione termonucleare, che vediamo come una supernova. Le supernove di Tipo Ia sono essenziali per misurare le distanze cosmiche poiché la loro luminosità è estremamente prevedibile, rendendole delle vere e proprie “ candele standard ” per gli astronomi.
Un modo per calcolare la costante di Hubble consiste nell’osservare le supernove di Tipo Ia nell’universo locale, misurando la loro distanza e la velocità con cui si allontanano da noi. Tuttavia, le misure locali e quelle basate sull’universo primordiale non coincidono, creando il disaccordo noto come tensione di Hubble . Supernova Hope potrebbe però fungere da ponte tra queste due tecniche, aiutando a chiarire la situazione.
La chiave della scoperta risiede nel fenomeno della lente gravitazionale , predetto dalla teoria della relatività generale di Albert Einstein nel 1915. La teoria postula che gli oggetti con una massa enorme distorcono lo spazio-tempo , causando la curvatura dei raggi luminosi che viaggiano nelle vicinanze. Di conseguenza, la luce proveniente da un oggetto come una supernova può essere deviata lungo percorsi diversi, arrivando ai telescopi come il JWST con lievi differenze temporali.
Nell’immagine catturata, la luce della supernova Hope , passando attraverso l’ammasso galattico G165 , appare distorta, come un filo di taffy, e visibile in più punti della stessa immagine. Questa deformazione è dovuta all’effetto della lente gravitazionale , che devia la luce lungo diverse traiettorie prima di raggiungere la Terra.
La ricerca su supernova Hope offre quindi una nuova speranza per risolvere il mistero della tensione di Hubble , potenzialmente fornendo un terzo metodo di misurazione che possa colmare il divario tra le due tecniche attualmente in disaccordo. Il JWST, con le sue straordinarie capacità, continua a rivelare dettagli fondamentali sull’universo primordiale, consentendo agli scienziati di esplorare regioni del cosmo mai osservate prima.