Esplosero come popcorn in pentola, supernovae nell’universo primordiale. Almeno secondo quanto sta osservando Webb, che finora ha contato dieci volte il numero precedentemente noto. Questi fuochi d’artificio cosmici apparirebbero confrontando immagini riprese ad un anno di distanza, visibili alle lunghezze dell’infrarosso grazie al fenomeno dell’ spostamento verso il rosso cosmologico. I risultati sono stati presentati in una conferenza stampa durante il 244esimo incontro dell’American Astronomical Society a Madison, nel Wisconsin.
Immagine Webb che mostra circa 80 oggetti (cerchiati in verde) che hanno cambiato luminosità nel tempo. La maggior parte di questi oggetti, noti come transitori, sono il risultato dell’esplosione di stelle o supernovae nell’universo primordiale.
Crediti: Nasa, ESA, Csa, Stsci, Collaborazione Jades
Le immagini confrontate sono state raccolte nell’ambito del programma JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES), che sfrutta il fatto che la luce emessa dall’esplosione di una supernova nell’universo primordiale viene “allungata” alle lunghezze d’onda dell’infrarosso – quelle viste da Webb – a causa dell’espansione dell’Universo, un fenomeno noto come spostamento verso il rosso cosmologico.
Prima del lancio di Webb, sopra erano state trovate solo una manciata di supernovae spostamento verso il rosso 2, una distanza che corrisponde ad un’età dell’universo di appena 3,3 miliardi di anni. Ora, però, il campione di Jades contiene molte supernovae esplose anche quando l’universo aveva meno di 2 miliardi di anni. Il più antico si trova a spostamento verso il rosso 3.6: La sua stella progenitrice esplose quando l’universo aveva solo 1,8 miliardi di anni. In tutto, sono 80 gli oggetti identificati dal team Jades, e potete vederli cerchiati in verde nell’immagine a destra. Sono tutti oggetti “transitori”, che hanno cambiato la loro luminosità nel tempo, e molti di questi sono dovuti all’esplosione di una stella supernova.
“Il fatto che il telescopio spaziale Webb rilevi un gran numero di supernovae era previsto”, commenta Andrea Pastorello, ricercatore dell’INAF di Padova, esperto di supernovae e non coinvolto nel programma Jades. «L’efficacia dello strumento permette di raggiungere spostamento verso il rosso estremamente elevato e quindi campiona un volume significativo dell’universo. L’effetto di spostamento verso il rosso sposta l’emissione delle supernovae dal dominio ottico a quello infrarosso, rendendo questo telescopio ideale per la loro scoperta”.
Esistono vari tipi di supernovae e quelle più interessanti dal punto di vista cosmologico sono le supernovae di tipo Ia. Si tratta di oggetti speciali, perché durante l’esplosione raggiungono sempre lo stesso picco di luminosità. Si dice, in gergo, che lo siano candele standard: questa caratteristica viene infatti utilizzata per misurare la distanza delle galassie lontane dove esplodono e per calcolare la velocità di espansione dell’universo.
Webb ha identificato almeno una supernova di tipo Ia in a spostamento verso il rosso di 2,9: significa che la luce di questa esplosione ha iniziato a viaggiare verso di noi 11,5 miliardi di anni fa, quando l’universo aveva appena 2,3 miliardi di anni. Il precedente record di distanza per una supernova di tipo Ia confermata spettroscopicamente era uno spostamento verso il rosso di 1,95, quando l’universo aveva 3,4 miliardi di anni.
Con queste nuove esplosioni tra le mani, la domanda è: la loro luminosità era così diversa nel tempo e nello spazio quando l’universo era più giovane? Se la risposta era sì, e la loro luminosità variava con il spostamento verso il rosso, significherebbe che non sarebbero indicatori affidabili per misurare le distanze, e quindi il tasso di espansione dell’universo. Bene, l’analisi di questa supernova di tipo Ia ha trovato a spostamento verso il rosso 2.9 non sembra indicare alcun cambiamento nella luminosità. Sono necessari ulteriori dati, ma per ora le teorie basate su queste fonti esplosive sono sicure.
«Scoprire le supernove primordiali e poterle osservare anche in spettroscopia ci permette di capire come variano le proprietà dei diversi tipi di supernova con il variare spostamento verso il rosso» spiega Pastorello. «Ciò ha ovvie conseguenze sul loro utilizzo come indicatori di distanza. Inoltre, determinare come varia la composizione del materiale espulso dalle supernove lontane rispetto a quelle “locali” è utile per comprendere come la composizione chimica dei progenitori (cioè delle stelle da cui provengono) determina il loro percorso evolutivo. Ciò aiuta la nostra comprensione dei meccanismi che governano i vari tipi di esplosioni stellari”.
