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Nuovo metodo per misurare l’universo lontano

Gamma Ray Burst per determinare lo spazio

Immagine concettuale di questa ricerca: utilizzo di Gamma Ray Bursts per determinare la distanza nello spazio. Credito fotografico: NAOJ

Esamina l’universo con esplosioni sfavillanti.

Un team multinazionale di 23 scienziati guidato da Maria Dainotti, assistente professore presso il National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ), ha analizzato i dati d’archivio sulle massicce esplosioni cosmiche causate da morti stellari e un nuovo modo di misurare le distanze negli angoli più remoti dello spazio scoperto .

È difficile avere un senso di profondità nello spazio perché non ci sono punti di riferimento. Un metodo utilizzato dagli astronomi è cercare “candele standard”, oggetti o eventi la cui magnitudine assoluta (quella che vedresti se ti trovassi proprio accanto ad essa) è determinata dalla fisica sottostante come costante.

Ciò consente di stimare la distanza dalla Candela Standard, e quindi da altri oggetti nella stessa regione, confrontando la magnitudine assoluta prevista con la magnitudine apparente (ciò che si vede effettivamente dalla Terra). La mancanza di candele standard abbastanza luminose da essere viste da oltre 11 miliardi di anni luce di distanza ha ostacolato l’esplorazione del lontano Universo. Sono visibili i lampi di raggi gamma (GRB), esplosioni di radiazioni causate dall’affondamento di stelle giganti, sebbene la loro luminosità dipenda dalle proprietà dell’esplosione.

Accettando la sfida di utilizzare questi eventi luminosi come candelieri standard, il team ha esaminato i dati d’archivio di osservazione della luce visibile da 500 GRB raccolti da telescopi di livello mondiale come il telescopio Subaru (di proprietà e gestito da NAOJ), RATIR e satelliti come z l’Osservatorio Neil Gehrels Swift.

Gli scienziati hanno trovato una classe di 179 GRB con caratteristiche comuni probabilmente causate da eventi simili esaminando il modello della curva di luce mentre il GRB si schiarisce e si scurisce nel tempo. Sulla base delle proprietà delle curve di luce, il team è stato in grado di determinare una magnitudine e una distanza uniche per ciascun GRB che potrebbe essere utilizzato come strumento cosmologico.

Questi risultati forniranno nuove informazioni sui meccanismi alla base di questa classe di GRB e forniranno una nuova candela standard per l’osservazione dell’Universo lontano. L’autore principale Dainotti aveva precedentemente trovato un modello simile nelle osservazioni a raggi X dei GRB, ma le osservazioni in luce visibile si sono rivelate più accurate nel determinare i parametri cosmologici.

Riferimento: “The Optical Two- and Three-dimensional Fundamental Plane Correlations for Near 180 Gamma-Ray Burst Afterglows with Swift/UVOT, RATIR, and the Subaru Telescope” di MG Dainotti, S. Young, L. Li, D. Levine, KK Kalinowski, DA Kann, B Tran, L Zambrano-Tapia, A Zambrano-Tapia, SB Cenko, M Fuentes, EG Sánchez-Vázquez, SR Oates, N Fraija, RL Becerra, AM Watson, NR Butler, JJ González, AS Kutyrev , WH Lee, JX Prochaska, E Ramirez-Ruiz, MG Richer e S Zola, 21 luglio 2022, La serie di supplementi del diario astrofisico.
DOI: 10.3847/1538-4365/ac7c64

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