Superillusione cosmica

La supernova PS1-10afx. Crediti: Credit: Kavli IPMU/CFHT

Una lente di ingrandimento molto, molto speciale. È lo strumento messo in campo da un gruppo di ricerca coordinato dal giapponese Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU), che ha appena pubblicato su Science i risultati di un’osservazione decisamente fuori dal comune.

Il laboratorio è l’Universo, e il principale strumento di misura non potrebbe essere più naturale di così: una galassia.

Sì, perché la tecnica in questione coinvolge una delle più semplici eppure più geniali intuizioni dell’astronomia degli ultimi anni: utilizzare un oggetto celeste per osservarne un altro. È la cosiddetta teoria della lente gravitazionale, già sfruttata recentemente per la caccia di esopianeti.

Ma questa volta il risultato è stato davvero sorprendente, perché l’effetto amplificatore della lente cosmica è avvenuto passando attraverso i miliardi di stelle e gas di una galassia osservata per la prima volta dai ricercatori del Kavli IPMU. Galassia che, a ben guardare, nascondeva qualcosa: una supernova di tipo Ia. La cui luminosità era resa circa 30 volte più intensa dalla galassia stessa.

Ecco che l’effetto della lente gravitazionale questa volta si è trasformato in un vero e proprio faro puntato nello spazio, in grado di spiegare fenomeni celesti altrimenti indecifrabili.

Ed è proprio questo il caso della nostra supernova, che è una vecchia conoscenza: si chiama PS1-10afx, e fu osservata per la prima volta nel 2010 grazie al telescopio Pan-STARRS. Le sue caratteristiche fecero subito pensare a una supernova di tipo Ia, ma i conti non tornavano: la stella aveva picchi di brillantezza circa 30 volte più luminosi di quanto ci si sarebbe aspettato. Un’anomalia decisiva, che fece addirittura credere agli astronomi di trovarsi di fronte a un tipo di supernova completamente nuovo, dalle caratteristiche non ben definite.

Oggi, dopo 4 anni, il mistero viene finalmente svelato: nessuna stranezza, PS1-10afx è esattamente come dovrebbe essere. Soltanto, è collegata a un impianto di amplificazione molto potente: la galassia che le sta davanti, che funge da lente gravitazionale aumentando (solo apparentemente) la luminosità della supernova.

Illustrazione schematica dell’amplificazione della supernova per effetto della lente gravitazionale. Crediti: Aya Tsuboi/Kavli IPMU

Ecco che l’illusione cosmica è stata svelata, e il risultato può essere considerato doppio. Da un lato è una dimostrazione senza precedenti del potere delle lenti di ingrandimento naturali sparse nel cosmo; dall’altro, allarga ufficialmente di un membro la famiglia delle supernovae conosciute.

PS1-10afx entra così a far parte di una categoria molto preziosa per gli astronomi: le supernovae di tipo Ia possono infatti essere utilizzate per fare misure dirette del tasso di espansione dell’Universo, il cosiddetto parametro di Hubble. Come se non bastasse, sono anche utilissime per lo studio dei componenti più misteriosi del cosmo, quali la materia e l’energia oscure. Questo perché le supernovae, che sono sempre originate dall’esplosione di una nana bianca, hanno picchi di luminosità molto simili, indipendentemente dalla loro posizione: una proprietà utilissima per misurare le distanze cosmologiche.

“A questa scoperta potrebbero seguirn altre” ha commentato Masamune Oguri, del Dipartimento di Fisica dell’Università di Tokyo. “Perché le supernovae più distanti hanno probabilità più alte di subire l’effetto della lente gravitazionale: gli oggetti celesti amplificati di solito sono nascosti nell’Universo lontano”.

Fonte: Media INAF | Scritto da Giulia Bonelli