Gli astronomi scoprono una nuova candela standard

Uno dei problemi più delicati in astronomia è la misura della distanza.

In teoria, la distanza dovrebbe essere semplice da calcolare. Se conosci la luminosità intrinseca di un oggetto, una semplice misura della sua luminosità apparente ti dirà quanto è lontano (poiché la luminosità diminuisce come un quadrato inverso della sua distanza).

Quindi in astronomia il problema della distanza è intimamente legato al problema di conoscere la luminosità intrinseca di un oggetto.

Ma è difficile. Semplicemente non c'è modo di dire la luminosità intrinseca della maggior parte delle stelle e delle galassie e quindi non c'è modo di calcolare la loro distanza.

Tuttavia, gli astronomi hanno trovato un paio di eccezioni. Uno è la variabile Cefeide, una stella la cui luminosità è legata alla velocità con cui pulsa la sua luminosità. Quindi, se conosci il periodo di pulsazione, puoi calcolare la luminosità intrinseca.

Un'altra è la supernova di tipo 1a, che esplodono tutte con circa la stessa massa e quindi hanno la stessa luminosità intrinseca.

Queste cosiddette candele standard sono i righelli che gli astronomi usano per misurare la distanza nell'universo. In quanto tali, sono estremamente preziosi.

Oggi, Darach Watson del Dark Cosmology Center dell'Università di Copenhagen in Danimarca e alcuni amici, affermano di aver ideato un tipo completamente nuovo di candela standard che misura la distanza dai nuclei galattici attivi.

I nuclei galattici attivi sono galassie con un buco nero supermassiccio centrale che emette radiazioni intense. Quando questa radiazione colpisce le nuvole di gas vicine, le ionizza facendole emettere una luce caratteristica.

Negli ultimi anni, gli astronomi hanno scoperto di poter vedere sia le emissioni del buco nero supermassiccio che le emissioni delle nuvole di gas. Questi sono ovviamente correlati, ma il tempo impiegato dalla radiazione per raggiungere la nuvola significa che i cambiamenti qui sono in ritardo rispetto a quelli nel buco nero supermassiccio.

Questo ritardo, che può essere misurato con una tecnica chiamata mappatura del riverbero, è quindi una chiara misura del raggio della nuvola.

Ma poiché il flusso di radiazione dal buco nero scende come una legge del quadrato inverso, la luminosità di queste nuvole dipende anche dal loro raggio.

Quindi una buona misura del loro raggio dà anche un'indicazione della loro luminosità intrinseca.

Ora Watson e colleghi hanno usato questa tecnica per misurare la distanza di 38 nuclei galattici attivi a distanze fino a z=4. Questo è significativamente più lontano di quanto sia possibile con la supernova di tipo 1a, la cui distanza non può essere misurata con precisione oltre z=1,7.

Dire che questo è interessante è usare un eufemismo. Quando le variabili Cefeidi furono identificate come candele standard nella prima parte del XX secolo, Edwin Hubble le usò per mostrare che l'Universo si stava espandendo.

Quando le supernove di tipo 1a sono state identificate come candele standard nei primi anni '90, gli astronomi le hanno usate per scoprire che l'espansione dell'Universo sta accelerando.

Allora, quali sono le prospettive per questo nuovo metodo? I nuclei galattici attivi sono tra gli oggetti più luminosi dell'universo. Gli astronomi possono vederli a distanze fino a circa z=7, che corrisponde a soli 750 milioni di anni dopo il Big Bang.

Un modo accurato per determinare la loro distanza avrà sicuramente profonde implicazioni.

Rif: arxiv.org/abs/1109.4632 : Una nuova misura di distanza cosmologica utilizzando l'AGN

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