Hubble e Gaia Insieme per la Costante di Hubble

Hubble e Gaia Insieme per la Costante di Hubble

Grazie alla sinergia di due telescopi spaziali gli astronomi hanno ricavato le misurazioni più accurate ad oggi del tasso di espansione dell’Universo. I risultati aumentano ulteriormente la già nota discrepanza tra le misurazioni relative all’Universo locale e quelle relative all’Universo primordiale, una difformità che induce gli scienziati a ipotizzare che nell’Universo sia all’opera un processo ancora ignoto.

Combinando osservazioni del telescopio Hubble e dell’osservatorio Gaia dell’ESA, gli astronomi hanno ulteriormente migliorato la precisione del valore della Costante di Hubble, che indica la velocità a cui l’Universo si espande nel tempo. I risultati rendono ancora più marcata la differenza rispetto al valore derivato dai dati del satellite Planck dell’ESA, che mappa il fondo cosmico a microonde, dati relativi all’espansione dell’Universo primordiale, risalenti a 380.000 anni dopo il Big Bang. Sembra che le previsioni basate sui dati di Plank non siano concordi con le nuove, più accurate misurazioni relative al vicino Universo. “Aggiungendo questi nuovi dati di Gaia e Hubble, abbiamo ora un serio contrasto con i dati del fondo cosmico a microonde”, spiega George Efstathiou del Kavli Institute for Cosmology a Cambridge.

“Sembra che la discordanza sia diventata una vera e propria incompatibilità tra le nostre visioni del giovane Universo e di quello attuale”, afferma il Premio Nobel Adam Riess dello Space Telescope Science Institute e della Johns Hopkins University a Baltimora, a guida del team. “A questo punto chiaramente non si tratta semplicemente di un errore grossolano in qualche misurazione. È come se si prevedesse l’altezza di un bambino in base a un grafico della crescita, e poi si scoprisse che il bimbo, diventato adulto, ha ampiamente superato in altezza le previsioni. Siamo molto perplessi”.

Grazie ai dati di Hubble e Gaia, oggi il team ha ridotto l’incertezza nel valore della Costante di Hubble ad appena il 2,2 percento. Dal momento che è necessario conoscere questo valore per stimare l’età dell’Universo, nonchè la sua evoluzione, questa costante è uno dei traguardi più importanti della moderna cosmologia. Più le galassie sono lontane, più velocemente si allontanano da noi, come conseguenza dell’espansione dello spazio. Misurando il valore della Costante di Hubble, gli astronomi possono ricostruire un quadro dell’evoluzione del cosmo, dedurre la sua composizione e scoprire indizi fondamentali sul suo destino finale.

I due metodi principali per misurare questa costante forniscono risultati incompatibili. Un metodo è diretto, basato su misurazioni di alcune stelle particolari nell’Universo locale. L’altro metodo utilizza il fondo cosmico a microonde, per cui si basa sulla realtà dell’Universo primordiale. Il valore calcolato dal team, grazie ai dati combinati di Hubble e Gaia, è di 73,5 chilometri al secondo per megaparsec. Questo significa che per ogni 3,3 milioni di anni di distanza da noi, una galassia sembra allontanarsi 73,5 chilometri al secondo più velocemente. Ma secondo i dati ricavati dalle osservazioni del satellite Plank, il valore della costante di Hubble sarebbe di 67 chilometri al secondo per megaparsec.

Per ottenere questo risultato, l’osservatorio Gaia ha misurato la distanza di 50 variabili Cefeidi nella Via Lattea, stelle variabili considerate “candele standard” per la misurazione delle distanze cosmiche. Questi dati sono stati combinati con misurazioni precise della loro luminosità realizzate grazie ad Hubble. Ciò ha permesso agli astronomi di calibrare più accuratamente le Cefeidi e quindi utilizzare quelle osservate al di fuori della Via Lattea come marcatori di distanza. Lo scopo del team di Riess è quello di lavorare con Gaia per arrivare a perfezionare il valore della Costante di Hubble riducendo l’incertezza ad appena l’uno percento, per l’inizio del 2020. Nel frattempo gli astrofisici continueranno a mettere alla prova le loro idee sulla fisica del giovane Universo. Lo studio è stato pubblicato su The Astrophysical Journal.
[ Barbara Bubbi ]

Credit: NASA, ESA, and A. Feild (STScI)

https://phys.org/news/2018-07-hubble-gaia-team-fuel-cosmic.html