La misura del tasso di espansione dell’Universo fornita da Hubble è corretta. Lo confermano le nuove misurazioni del telescopio James Webb con le quali gli astronomi hanno verificato i risultati ottenuti dal suo predecessore Hubble.
Lo studio, pubblicato su The Astrophysical Journal, getta così nuova luce su uno dei più grandi enigmi della cosmologia.
Si chiama costante di Hubble ed è la velocità con la quale l’Universo si espande continuamente. Questo parametro è fondamentale per comprendere l’evoluzione e il destino finale del cosmo. Oltre alla costante, vi è, tuttavia, anche la tensione di Hubble, ovvero la discrepanza tra le diverse misure ottenute da osservazioni e telescopi indipendenti.
Il tasso di espansione dell’Universo ottenuto dal telescopio Hubble con la sua trentennale carriera è risultato, infatti, diverso da quello che gli astronomi si aspettavano sulla base delle condizioni iniziali dell’universo. Il dato fornito da Hubble, da cui si deduce un’età del cosmo pari a 13,8 miliardi di anni, non corrisponde, per esempio, alle previsioni basate sulle osservazioni della sonda Planck di Esa. Questa missione, che vede il contributo italiano, ha mappato la radiazione cosmica di fondo a microonde permettendo così ad altri osservatori di misurare un’espansione più rapida dell’Universo dopo il Big Bang rispetto al risultato di Hubble.
Volendo ora eliminare ogni dubbio, Hubble e il James Webb si sono uniti per produrre misurazioni definitive.
Inizialmente, un’osservazione del Webb del 2023 ha confermato la misura fornita da Hubble, dimostrando la correttezza dei primi passi del processo seguito dal suo predecessore.
Il metodo con cui Hubble determina il tasso di espansione dell’universo si chiama scala delle distanze cosmiche e si basa, infatti, su diversi gradini. Il primo passo consiste nella calibrazione assoluta della luminosità delle Cefeidi, stelle straordinariamente brillanti e con una luminosità che varia nel tempo in modo regolare come se fossero dei fari cosmici. Questo primo gradino permette, in seguito, la calibrazione delle supernove di tipo Ia, il cui monitoraggio consente, infine, di misurare l’espansione dell’Universo.
Le supernove di tipo Ia sono, infatti, così luminose che vengono utilizzate per misurare le distanze cosmiche ben oltre quanto realizzabile con le Cefeidi, estendendo le misure del tasso di espansione dell’universo più in profondità nello spazio.
«Ora abbiamo coperto l’intera gamma delle osservazioni di Hubble e possiamo escludere con grande sicurezza un errore di misurazione come causa della tensione di Hubble – afferma il primo autore Adam Riess, fisico della Johns Hopkins University di Baltimora e premio Nobel per la fisica nel 2011 ber aver scoperto che l’espansione dell’Universo sta accelerando – Con l’eliminazione degli errori di misurazione, rimane la possibilità reale ed eccitante di aver frainteso l’Universo»
Oltre alle Cefeidi, per eliminare ogni dubbio sulla possibilità che Hubble abbia commesso errori di misurazione nei gradini successivi del processo, il team Shoes (Supernova H0 for the Equation of State of Dark Energy) guidato da Riess ha osservato con il Webb anche cinque galassie ospiti di otto supernovae di tipo Ia, contenenti un totale di 1000 Cefeidi. Tra queste anche NGC 5468 che, con una distanza di 130 milioni di anni luce dalla Terra, è la galassia più lontana in cui Hubble abbia identificato stelle Cefeidi.
Le osservazioni del Webb hanno così confermato la mancanza di errori nelle misurazioni di Hubble fino la secondo gradino della scala delle distanze cosmiche.
Immagine in evidenza: immagine di NGC 5468 che combina i dati dei telescopi spaziali Hubble e James Webb. crediti: Nasa, Esa, Csa, StscI, Adam G. Riess (JHU, StscI)