Tutti i ‘colori’ delle supernovae

Una supernova di tipo Ia si ha quando una nana bianca accresce materia da una stella compagna finchè essa supera il limite di Chandrasekhar e quindi esplode. Studiando queste esplosioni stellari, gli astronomi sono in grado di misurare l’energia scura e l’espansione dell’Universo. I ricercatori del CfA hanno trovato un modo per correggere piccole variazioni di luminosità apparente da queste supernovae in modo che esse siano considerate ancora di più candele standard. La chiave di questo metodo sta nel classificarle in base al loro colore.
Credit: Justyn R. Maund (University of Cambridge)

Le supernovae di tipo Ia rappresentano, attualmente, lo strumento migliore per studiare l’energia scura dato che esse sono ben visibili nello spazio intergalattico e possono essere utilizzate come “candele standard” per il fatto che la loro luminosità intrinseca è nota e ciò permette di determinare la loro distanza. Grazie, però, ad uno studio recente condotto da un gruppo di astrofisici guidati da Ryan Foley dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) è stato derivato un metodo per correggere piccole variazioni di luminosità apparente di questa classe di supernovae in modo che esse siano ancora di più utilizzate come sistemi di riferimento per la determinazione delle distanze cosmologiche: la chiave di questo studio è quella di considerare il loro “colore”.

Questo metodo permetterà agli astronomi di porre dei limiti più stringenti alla scala delle distanze cosmologiche derivando così misure molto più accurate delle distanze a cui si trovano le galassie. A tal proposito, bisogna dire, però, che le supernovae di tipo Ia non hanno la stessa luminosità intrinseca, quindi occorre correggere per alcuni effetti che sono correlati a quanto velocemente la supernova diventa brillante e successivamente diventa debole, cioè occorre tener conto della sua curva di luce, e al suo picco di luminosità intrinseca. Tutti questi effetti portano a discrepanze nella determinazione delle distanze e, indirettamente, nelle misure degli effetti dovuti all’energia scura. Se vengono introdotte le opportune correzioni, si trova che esiste una correlazione ben distinta tra la velocità di espulsione della materia e il colore della supernova: in altre parole, le supernovae che presentano una velocità elevata di espulsione della materia appaiono leggermente più arrossate, viceversa quelle più lente appaiono di un colore blu. In precedenza si pensava che l’effetto dell’arrossamento fosse dovuto alla presenza di polvere che avrebbe causato un indebolimento della luminosità dell’esplosione facendo perciò apparire la supernova molto più distante di quanto fosse in realtà. Dunque, correggendo per questo effetto, il gruppo di Foley ha trovato che esistono delle differenze di colore intrinseche alla supernovae. Questo studio è stato condotto su un campione di 121 supernovae per le quali sono state riesaminate le assunzioni originarie in base alle quali le supernovae di tipo Ia sono caratterizzate in media da un solo colore. I nuovi risultati ci permettono di capire ancora più in dettaglio questa classe di stelle e le loro proprietà intrinseche che sono di fondamentale importanza per lo studio dell’energia scura e, in definitiva, per l’evoluzione futura del nostro Universo.

ArXiv: MEASURING EJECTA VELOCITY IMPROVES TYPE IA SUPERNOVA DISTANCES

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