È la misura dell’Universo più accurata che mai secondo gli astronomi dell’Osservatorio europeo australe dell’ESO. Dopo quasi un decennio di osservazioni meticolose, un team internazionale di scienziati ha misurato la distanza della galassia nostra vicina di casa, la Grande Nube di Magellano, con la maggiore precisione di sempre. La nuova misura migliora, rispetto al passato, la nostra conoscenza del tasso di espansione dell’Universo, la famosa Costante di Hubble, ed è un passo fondamentale verso la comprensione della natura dell’Energia Oscura antigravitazionale (il 74 per cento del Creato) che sta facendo letteralmente accelerare l’Universo sotto i nostri stessi occhi, determinando un effettivo aumento della sua velocità di espansione, con tutte le implicazioni annesse e connesse. L’equipe ha usato i telescopi dell’Eso all’Osservatorio di La Silla in Cile ed altri strumenti sparsi in tutto il mondo. I risultati vengono pubblicati nel numero del 7 Marzo 2013 della rivista Nature. Gli astronomi stabiliscono la scala dell’Universo misurando in primis la distanza di oggetti vicini, per poi usarli come “candele” standard e così estendere le misure sempre più in là nel Cosmo. Le candele standard sono oggetti di luminosità nota: osservando lo splendore apparente di uno di questi astri gli astronomi possono ricavarne la distanza. Gli oggetti più distanti appaiono più deboli. Esempi di queste candele standard sono le stelle variabili Cefeidi e le supernovae di Tipo I. La grande difficoltà è calibrare con estrema precisione la scala delle distanze individuando campioni relativamente vicini di oggetti per cui si possa determinarne i parametri fisici con altri mezzi. Ma questa catena di misure non può essere più accurata del suo anello più debole. Finora il punto più sfuggente è stato trovare la distanza precisa della Grande Nube di Magellano (LMC), una delle galassie più vicine alla nostra Via Lattea. Poiché le stelle di questa galassia vengono usate a fondamento della scala delle distanze di galassie più remote, i risultati conseguiti dagli astronomi dell’Eso sono di cruciale importanza: ora osservazioni meticolose di una rara classe di stelle doppie hanno permesso di dedurre un valore molto più preciso per la distanza di LMC, 163.000 anni luce. “Sono veramente entusiasta – rivela Wolfgang Gieren (Universidad de Concepción, Cile) – perché gli astronomi hanno cercato di misurare con precisione la distanza della Grande Nube di Magellano da un centinaio di anni, e il compito si è dimostrato veramente difficile: ora abbiamo risolto questo problema avendo ottenuto un risultato palesemente accurato al 2 per cento”. L’equipe è composta da G. Pietrzyński (Universidad de Concepción, Cile; Warsaw University Observatory, Polonia), D. Graczyk (Universidad de Concepción), W. Gieren (Universidad de Concepción), I. B. Thompson (Carnegie Observatories, Pasadena, USA), B., Pilecki (Universidad de Concepción; Warsaw University Observatory), A. Udalski (Warsaw University Observatory), I. Soszyński (Warsaw University Observatory), S. Kozłowski (Warsaw University Observatory), P. Konorski (Warsaw University Observatory), K. Suchomska (Warsaw University Observatory), G. Bono (Università di Roma Tor Vergata, Roma, Italia; INAF-Osservatorio Astronomico di Roma, Italia), P. G. Prada Moroni (Università di Pisa, Italia; INFN, Pisa, Italia), S. Villanova (Universidad de Concepción), N. Nardetto (Laboratoire Fizeau, UNS/OCA/CNRS, Nizza, Francia), F. Bresolin (Institute for Astronomy, Hawaii, USA), R. P. Kudritzki (Institute for Astronomy, Hawaii, USA), J. Storm (Leibniz Institute for Astrophysics, Potsdam, Germania), A. Gallenne (Universidad de Concepción), R. Smolec (Nicolaus Copernicus Astronomical Centre, Warsaw, Polonia), D. Minniti (Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Cile; Vatican Observatory, Italia), M. Kubiak (Warsaw University Observatory), M. Szymański 
(Warsaw University Observatory), R. Poleski (Warsaw University Observatory), Ł. Wyrzykowski (Warsaw University Observatory), K. Ulaczyk (Warsaw University Observatory), P. Pietrukowicz (Warsaw University Observatory), M. Górski (Warsaw University Observatory), P. Karczmarek (Warsaw University Observatory). Il miglioramento della misura della distanza della Grande Nube di Magellano, fornisce anche dati migliori per molte stelle variabili di tipo Cefeide. Le variabili Cefeidi sono stelle brillanti e instabili che pulsano e variano in luminosità. Esiste una relazione precisa tra la velocità del cambiamento e la brillantezza della stella. Le Cefeidi che pulsano più velocemente sono più deboli di quelle che pulsano lentamente. Questa relazione periodo-luminosità permette di usarle come candele standard per misurare la distanza delle galassie vicine e per determinare il tasso di espansione dell’Universo. Questa tecnica è altresì la base della determinazione delle distanze delle galassie più lontane che si possano vedere con i telescopi attuali. Una distanza più precisa della Grande Nube di Magellano riduce immediatamente l’imprecisione delle misure attuali su scala cosmologica. Gli astronomi dell’Eso hanno derivato la distanza della Grande Nube di Magellano osservando coppie di stelle rare, note come binarie a eclisse. “L’Eso ha fornito la combinazione perfetta di telescopi e strumenti per le osservazioni necessarie a questo progetto – fa notare Grzegorz Pietrzyński (Universidad de Concepción, Cile e Warsaw University Observatory, Polonia), primo autore dell’articolo su Nature “An eclipsing binary distance to the Large Magellanic Cloud accurate to 2 per cent”, di G. Pietrzyński et al. – i sensori HARPS, per misure veramente accurate delle velocità radiali di stelle relativamente deboli, e SOFI, per misure precise di come le stelle luminose appaiono nella banda infrarossa”. Questo lavoro fa parte del progetto a lungo termine “Araucaria”, volto a migliorare la misura della distanza delle galassie vicine. Lungo l’orbita queste stelle passano regolarmente l’una davanti all’altra. Quando ciò accade, la luminosità totale vista dalla Terra diminuisce sia quando la prima stella passa davanti alla seconda sia, per una diversa quantità, quando le passa dietro. Le variazioni esatte della luminosità dipendono dalla dimensione relativa delle stelle, dalla loro temperatura, dal loro colore e dai dettagli dell’orbita: seguendo molto accuratamente queste variazioni di luminosità e misurando la velocità orbitale delle stelle, è possibile calcolare le dimensioni delle stelle, le loro masse ed altri parametri orbitali. I colori sono misurati confrontando la luminosità della stella a diverse bande di lunghezze d’onda del vicino infrarosso. Quando tutte queste informazioni vengono combinate con misure precise della luminosità totale e dei colori delle stelle, gli astronomi possono determinare distanze notevolmente accurate. Questo metodo è già stato usato in passato, ma con stelle calde. In tal caso, devono essere fatte alcune ipotesi e le distanze derivate non sono così accurate come auspicabile. Ma ora, per la prima volta, sono state identificate dagli scienziati dell’Eso otto nuove binarie a eclisse molto rare, in cui entrambe le stelle sono giganti rosse, più fredde. Queste stelle, trovate cercando tra i 35 milioni di astri della Grande Nube di Magellano studiati per il progetto OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment), sono state analizzate in dettaglio e hanno fornito misure accurate molto precise. “Stiamo lavorando per migliorare ancor più il nostro metodo – spiega Dariusz Graczyk, il secondo autore dell’articolo – e speriamo di ridurre l’incertezza sulla distanza di LMC all’ordine dell’1 per cento, entro pochi anni. Questo ha conseguenze di vasta portata non solo per la Cosmologia ma anche per molti altri campi dell’Astrofisica”. E per i futuri viaggi interstellari a bordo di vere astronavi come l’Enterprise. “Essere riusciti a individuare ed a misurare i due parametri fondamentali di questi sistemi, ovvero le loro variazioni di luminosità e velocità radiale, ci ha permesso di ottenere una distanza molto precisa e soprattutto non basata su assunzioni teoriche sulle loro proprietà e senza l’ausilio di un modello matematico della struttura geometrica della galassia che li ospita – dichiara Giuseppe Bono dell’Università di Roma “Tor Vergata”, associato Inaf che insieme al suo collega Pier Giorgio Prada Moroni dell’Università di Pisa, anch’egli associato Inaf, ha partecipato allo studio – poiché la Grande Nube di Magellano è così vicina, è stata da sempre oggetto di misure di distanza con i più svariati metodi e se ne contano finora svariate centinaia. Siamo però davvero soddisfatti di essere riusciti ad ottenere un valore così affidabile e preciso, con un’incertezza solo del due per cento, che è meno della metà della migliore tra tutte le stime fatte in precedenza. Sfruttando questa misura, saremo in grado di ottenere il valore della Costante di Hubble con una precisione del 2 o 3 per cento, mentre oggi è del 5-10 per cento. Potremo così conoscere meglio come sta evolvendo il nostro Universo e, quindi, cosa altrettanto importante, ricavare con maggiore accuratezza la stima della sua età che potrà essere confrontata con le stime di età degli ammassi globulari”. L’ESO (European Southern Observatory, o Osservatorio Australe Europeo) è la principale organizzazione intergovernativa di Astronomia in Europa e l’Osservatorio astronomico più produttivo al mondo. È la dimostrazione scientifica della palese esistenza degli Stati Uniti d’Europa. L’eso è sostenuto da 15 Paesi: Austria, Belgio, Brasile, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Gran Bretagna, Italia, Olanda, Portogallo, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera. L’Eso svolge un ambizioso programma che si concentra sulla progettazione, costruzione e gestione di potenti strumenti astronomici da terra che consentano agli astronomi di realizzare importanti scoperte scientifiche. L’Eso ha un ruolo di punta nel promuovere e organizzare la cooperazione nella ricerca astronomica: gestisce tre siti osservativi unici al mondo in Cile, La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l’Eso gestisce il Very Large Telescope, l’Osservatorio astronomico d’avanguardia nella banda visibile e due telescopi per “survey”: VISTA, il più grande telescopio al mondo che lavora nella banda infrarossa e il VLT Survey Telescope, il più grande telescopio progettato appositamente per produrre survey del cielo in luce visibile. L’Eso è il partner europeo di un telescopio astronomico di concetto rivoluzionario, ALMA, il più grande progetto radioastronomico esistente, che verrà ufficialmente inaugurato l’11 Marzo 2013. L’Eso al momento sta progettando l’European Extremely Large Telescope (E-ELT, Telescopio Europeo Estremamente Grande), un colossale Osservatorio di 39 metri di diametro, la nona meraviglia della Terra, che opererà nell’ottico e nell’infrarosso vicino, diventando, grazie anche all’adesione della Gran Bretagna, il più grande telescopio del mondo rivolto al cielo.
Nicola Facciolini
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