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La nuova luce dei dischi galattici

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Internazionale

Lisa Grossman, New Scientist, Gran Bretagna

 

A ottobre tre cosmologi hanno ricevuto

il Nobel per aver scoperto

che l’espansione dell’universo

sta accelerando. Eppure la

forza che sembra esserne responsabile –

l’energia oscura – rimane ancora misteriosa.

Per misurare quest’accelerazione cosmica,

un’équipe di ricerca danese ha proposto

un nuovo metodo che permette di

guardare più lontano ed esplorare così l’universo

primordiale, alla ricerca della chiave

per capire l’energia oscura.

I cosmologi sondano gli albori dell’universo

osservando oggetti distanti. Poiché la

velocità della luce è costante, gli eventi più

indietro nel tempo sono quelli più lontani. Il

vantaggio del nuovo metodo, che sfrutta i

dischi galattici intorno ai buchi neri, è che

dovrebbe riuscire ad arrivare più lontano di

qualunque altro. In teoria misurare le distanze

cosmiche è semplice: quando sono

più lontani, gli oggetti sono meno distinti,

quindi dal confronto tra la luminosità apparente

e quella reale di una stella si dovrebbe

ricavarne la distanza. Il guaio è che non c’è

modo di conoscere la luminosità intrinseca

della maggior parte delle stelle e delle galassie,

quindi nemmeno di capirne la distanza

reale. Ecco perché, per ricavarne la

distanza, gli astronomi usano come riferimenti

le “candele standard”, corpi dalla

luminosità nota.

Le ipotesi da verificare

I premi Nobel hanno usato le supernove di

Tipo Ia, esplosioni stellari che sembrano

avere tutte la stessa luminosità intrinseca.

Confrontando le supernove di diversa luminosità

apparente – e perciò a diverse distanze

– è stato calcolato che di recente

l’espansione dell’universo è stata più rapida

che nel lontano passato.

Poiché si pensava che con il tempo la

gravità avesse rallentato l’espansione, la

scoperta è stata una sorpresa. La risposta

dei teorici è stata l’energia oscura, una forza

repulsiva che allontana lo spazio-tempo.

Quest’energia è costante o cambia nel tempo?

La risposta potrebbe essere la chiave

per capirne la vera natura, ma è rimasta

inafferrabile anche perché le supernove sono

rare, imprevedibili e svaniscono in fretta.

Finora hanno permesso agli astronomi

di risalire solo ino a circa 9,6 miliardi di anni

fa, sette decimi dell’età dell’universo.

Un team coordinato da Darach Watson

dell’università di Copenaghen propone

un’alternativa che consentirà agli astronomi

di risalire più indietro nel tempo: i fari

luminosi generati dai buchi neri supermassicci

nel cuore di galassie lontane.

Alcuni buchi neri che si trovano nei nuclei

galattici riuniscono intorno a loro enormi

dischi di gas, che risplendono di calor

bianco mentre vengono divorati. Questi

nuclei galattici attivi (Agn) possono diffondere

nella galassia dell’energia, che ionizza

le nubi gassose orbitanti intorno ai dischi.

Più un Agn è luminoso, più è ampia la sua

estensione, e più distanti possono essere le

nubi ionizzate. I ricercatori hanno capito

che riuscendo a misurare la distanza tra

l’Agn e il gas ionizzato, anche se si può fare

solo indirettamente, si può calcolare la luminosità

assoluta del nucleo e, in questo

modo, misurarne la luminosità apparente e

ricavare la distanza dalla Terra.

Hanno usato questo metodo per calcolare

le distanze tra la Terra e 38 Agn, distanze

in alcuni casi già misurate in altri modi, e

hanno visto che la tecnica funziona piuttosto

bene, anche se la misurazione con le

supernove resta più accurata. Ma gli Agn

hanno altri vantaggi e un giorno potrebbero

fornire misure molto più precise.

Sbirciare in epoche in cui l’universo era

molto più giovane può contribuire a stabilire

se l’energia oscura è cambiata nel tempo,

il che potrebbe darci più di un indizio per

capire cos’è. In base a una teoria, la quantità

di energia repulsiva in ogni volume unitario

di spazio resta identica nel tempo. Mentre

l’universo si espande si crea più spazio, che

ne accelera l’espansione. Questo coincide

con l’ipotesi della costante cosmologica di

Einstein e con le misurazioni delle supernove.

Un modello alternativo, però, suggerisce

che la forza repulsiva è un campo mutevole

chiamato quintessenza: in alcune versioni

il campo può diventare dormiente e

quindi comportarsi come la costante cosmologica,

ma solo nel passato recente.

Secondo un’altra teoria, l’energia oscura

non è un’altra forza, ma è la gravità che si

comporta in modo strano. Lo studio

dell’energia oscura sulle lunghe distanze

metterebbe alla prova queste ipotesi.