Le ‘candele’ cosmologiche standard non sono poi così standard

Questa immagine mostra come il telescopio spaziale Spitzer è stato in grado di mostrarci che una candela standard, utilizzata per misurare le distanze cosmologiche, si sta ‘restringendo’, un fenomeno che influenza la determinazione dell’età, delle dimensioni e del tasso di espansione dell’Universo.
Credit: NASA/JPL-Caltech/Iowa State

Gli astronomi hanno trovato la prima prova diretta in base alla quale le cosiddette “candele standard”, ossia le Cefeidi utilizzate per determinare le distanze cosmologiche, subiscono una variazione della propria massa e ciò fa sì che esse non siano più considerate come corpi celesti di riferimento. Grazie ai dati del telescopio spaziale Spitzer, questa scoperta permetterà di eseguire misure più precise delle dimensioni, dell’età e del tasso di espansione dell’Universo.

Le candele standard sono oggetti astronomici che vengono utilizzati per misurare la scala delle distanze cosmologiche. Da sempre, una delle classi più note di corpi celesti che sono considerati come sistema di riferimento è rappresentata dalle stelle variabili Cefeidi. Ma le recenti osservazioni condotte con il telescopio spaziale Spitzer hanno messo in evidenza un fenomeno importante: le Cefeidi tendono a perdere massa o, in altre parole, si ‘restringono’ e ciò influenza le misure della loro distanza. “Abbiamo dimostrato che queste particolari stelle sono consumate dai loro venti stellari” spiega Massimo Marengo dell’Iowa State University. “Quando consideriamo le Cefeidi come candele standard, dobbiamo state molto attenti dato che, come le vere candele, esse si consumano una volta che bruciano“. In particolare, la ricerca si è concentrata su Delta Cephei che rappresenta il prototipo della classe. Le stelle di massa intermedia possono diventare Cefeidi quando esse sono ancora giovani, perciò esse pulsano con un ritmo regolare che è correlato, a sua volta, con la loro luminosità. Studiando la variazione di luminosità è possibile determinare quanto intrinsecamente esse sono brillanti o quanto brillanti sarebbero se ci trovassimo nelle immediate vicinanze. Dunque, misurando la loro luminosità apparente e confrontandola con quella intrinseca, si può ricavare la loro distanza. Queste misure furono condotte negli anni ’20 da Edwin Hubble per misurare lavelocità di recessione delle galassie e scoprire così l’espansione dell’Universo. Ulteriori osservazioni condotte su altre Cefeidi, utilizzando sempre il telescopio spaziale Spitzer, hanno mostrato che il 25% di esse stanno perdendo massa. Queste scoperte aiuteranno gli astronomi a studiare ancora meglio questa classe di stelle e ad utilizzarle con maggiore precisione come candele standard.

ArXiv: Galactic Cepheids with Spitzer: II. Search for Extended Infrared Emission