Negli ultimi anni, siamo stati fortunati grazie al Hubble Space Telescope (HST) e successivamente al James Webb Space Telescope (JWST). Questi strumenti hanno rivoluzionato la nostra comprensione dell’Universo, portando a scoperte straordinarie. Un aspetto che ha attratto l’attenzione di entrambi i telescopi è la derivazione della Costante di Hubble, un valore che mette in relazione la velocità delle galassie lontane con le loro distanze. Recentemente, è stata pubblicata una ricerca che annuncia che il JWST ha confermato i risultati di studi precedenti condotti dall’HST, misurando in modo preciso questo valore.
La Costante di Hubble (H0) è un parametro cruciale in cosmologia che definisce il tasso di espansione dell’universo. Essa stabilisce la relazione tra la Terra e le galassie lontane, in base alla velocità con cui si allontanano da noi. Questo concetto è stato introdotto da Edwin Hubble nel 1929, mentre osservava gli spettri di galassie distanti. La sua misurazione è espressa in chilometri al secondo per megaparsec e indica quanto velocemente le galassie si stanno allontanando da noi per ogni unità di distanza. Il valore esatto di questa costante ha generato numerosi dibattiti scientifici; più recentemente, HST e JWST hanno cercato di perfezionarne il valore, che è fondamentale per determinare l’età, la dimensione e il destino dell’universo.
Edwin Hubble
Un recente studio condotto da un team di ricercatori guidato da Adam G. Riess della Johns Hopkins University ha convalidato i risultati di uno studio precedente condotto con l’HST. Utilizzando il JWST, il team ha esaminato i risultati precedenti riguardanti la scala delle distanze basata sulle variabili cefeidi e sulle supernove. Questo metodo ha permesso di stabilire distanze attraverso il cosmo, sfruttando le stelle variabili cefeidi e le supernove di Tipo Ia. Entrambi questi oggetti possono essere considerati come “candele standard” le cui luminosità effettive sono ben comprese. Misurando la loro luminosità apparente dalla Terra, si possono calcolare le loro distanze confrontandole con la loro luminosità intrinseca.
Il James Webb Space Telescope della NASA ha osservato una supernova con più immagini in una galassia distante designata MRG-M0138. Crediti Immagine: NASA, ESA, CSA, STScI, Justin Pierel (STScI) e Andrew Newman (Carnegie Institution for Science).
Negli ultimi decenni, sono stati effettuati numerosi tentativi di determinare H0 con precisione, utilizzando una moltitudine di strumenti e osservazioni. Sono stati esaminati anche i dati del fondo cosmico a microonde insieme agli studi precedenti sulle cefeidi e sugli eventi di supernova. I risultati hanno evidenziato una serie di valori, noti come “tensione di Hubble”. Lo studio recente sul JWST spera di perfezionare e convalidare lavori precedenti.
Per determinare H0 con un livello di accuratezza sufficiente utilizzando la scala delle cefeidi e delle supernove, deve essere osservato un campione sufficientemente ampio di cefeidi e supernove. Questo è stato impegnativo, in particolare per la dimensione del campione di supernove all’interno della gamma delle stelle variabili cefeidi. Il team ha anche esplorato altre tecniche per determinare H0, ad esempio studiando i dati dell’HST sulla luminosità delle stelle della regione di giganti rosse più brillante in una galassia – che possono anch’esse funzionare come candele standard. Un’altra tecnica riguarda la luminosità di alcune stelle ricche di carbonio.
Questa illustrazione mostra tre passaggi che gli astronomi hanno utilizzato per misurare il tasso di espansione dell’universo (costante di Hubble) con un’accuratezza senza precedenti, riducendo l’incertezza totale al 2,3%. Le misurazioni migliorano e rafforzano la costruzione della scala delle distanze cosmiche, utilizzata per misurare distanze accurate verso galassie vicine e lontane dalla Terra. L’ultimo studio di Hubble estende il numero di stelle variabili cefeidi analizzate a distanze fino a 10 volte superiori rispetto ai risultati precedenti del telescopio Hubble. Crediti: NASA, ESA, A. Feild (STScI) e A. Riess (STScI/JHU).
Il team conclude che, combinando tutte le misurazioni del JWST, includendo una correzione per il basso campione di dati sulle supernove, il valore di H0 risulta essere 72.6 ± 2.0 km s?1 Mpc?1. Questo valore è confrontabile con i dati combinati dell’HST, che determina H0 come 72.8 km s?1 Mpc?1. Ci vorranno ancora anni e ulteriori studi affinché la dimensione del campione delle supernove del JWST possa eguagliare quella dell’HST, ma i controlli incrociati finora hanno rivelato che stiamo finalmente avvicinandoci a un valore accurato per la Costante di Hubble.