Il telescopio spaziale James Webb ha individuato una supernova straordinaria nello spazio. Scopri tutti i dettagli.
Gli astronomi hanno recentemente catturato un’immagine straordinaria di una supernova grazie al telescopio spaziale James Webb (JWST). Questo evento, soprannominato “supernova Hope“, è notevole non solo per il suo spettacolare aspetto visivo, ma anche per il suo valore scientifico. Questa supernova distante, scoperta in una galassia che appare distorta come una caramella calda a causa di un effetto chiamato lente gravitazionale, offre nuove prospettive su uno dei grandi dilemmi della cosmologia moderna: la “tensione di Hubble“.
La supernova Hope è esplosa quando l’universo aveva solo circa 3,5 miliardi di anni, offrendo agli scienziati una visione di un’epoca lontana nel passato cosmico. L’immagine catturata dal JWST ha mostrato la luce della supernova deformata e moltiplicata a causa di un effetto chiamato lente gravitazionale, un fenomeno previsto dalla teoria della relatività generale di Albert Einstein. Questo effetto si verifica quando la luce di un oggetto distante, come una supernova, passa vicino a un oggetto con una grande massa, come un ammasso di galassie, che agisce come una “lente” e piega la luce, creando immagini multiple della stessa sorgente luminosa.
Brenda Frye, ricercatrice dell’Università dell’Arizona e leader del team di studio, ha spiegato che la supernova Hope è stata scoperta mentre analizzavano l’immagine di un ammasso di galassie denso e lontano, noto come PLCK G165.7+67.0 (o semplicemente G165). L’immagine JWST ha rivelato tre punti luminosi che non erano visibili nelle precedenti osservazioni dell’ammasso realizzate con il telescopio spaziale Hubble. Questi punti corrispondevano alla luce di una supernova, fornendo così la base per uno studio approfondito.
La supernova Hope appartiene a una classe di supernovae nota come supernovae di tipo Ia. Queste esplosioni si verificano in sistemi stellari binari, dove una stella esaurita, chiamata nana bianca, si nutre di materiale da una stella compagna. Quando la nana bianca accumula abbastanza massa, si innesca un’esplosione termonucleare, che si manifesta come una supernova. Le supernovae di tipo Ia sono estremamente utili per gli astronomi perché la loro luminosità intrinseca è molto prevedibile, permettendo loro di essere utilizzate come “candele standard” per misurare le distanze cosmiche.
Le misurazioni delle distanze e della velocità di espansione dell’universo ottenute dalle supernovae di tipo Ia sono fondamentali per determinare il valore della costante di Hubble, che descrive il tasso di espansione dell’universo. Tuttavia, qui emerge un problema significativo: esistono discrepanze tra i diversi metodi di misurazione del tasso di espansione. Questo problema è noto come “tensione di Hubble”.
La tensione di Hubble si riferisce alla divergenza tra i valori della costante di Hubble ottenuti da osservazioni dell’universo locale, utilizzando metodi come le supernovae di tipo Ia, e quelli ottenuti da osservazioni dell’universo primordiale, come le misurazioni della radiazione cosmica di fondo (CMB). Gli scienziati hanno rilevato che i due metodi danno risultati diversi, creando un’enigma che richiede una soluzione. La supernova Hope potrebbe svolgere un ruolo cruciale in questo dibattito, offrendo una nuova opportunità per collegare le misurazioni dell’universo distante con quelle dell’universo locale.
Le osservazioni della supernova Hope con il JWST, combinate con altre misurazioni terrestri, potrebbero fornire un valore più accurato per la costante di Hubble. La sua luce, piegata e moltiplicata dalla lente gravitazionale dell’ammasso G165, ha viaggiato per 10,3 miliardi di anni prima di raggiungere la Terra. Questo tipo di osservazioni può colmare il divario tra le misurazioni locali e quelle primordiali, contribuendo a risolvere la tensione di Hubble.
L’effetto della lente gravitazionale è essenziale per comprendere come la luce della supernova Hope ci raggiunge. Secondo la teoria della relatività generale, gli oggetti con massa deformano lo spaziotempo attorno a loro. Quando la luce proveniente da un oggetto distante passa vicino a un ammasso di galassie massiccio, il suo percorso viene deviato, creando più immagini dell’oggetto. Nel caso della supernova Hope, la lente gravitazionale G165 ha creato tre immagini distinte della supernova, ciascuna osservata in momenti leggermente diversi della sua esplosione.
Questa deformazione del tempo e dello spazio offre agli scienziati l’opportunità di studiare la supernova in modi unici. Come ha spiegato Frye, le tre immagini della supernova hanno mostrato la stella in diverse fasi della sua esplosione, permettendo agli astronomi di ottenere informazioni dettagliate sulla sua evoluzione. Questo fenomeno fornisce anche informazioni critiche per determinare la costante di Hubble, poiché la lente gravitazionale consente di misurare i ritardi temporali tra le immagini.