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SPAZIO/Dentro i misteri dell'energia oscura, grazie ai quasar di BOSS

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Un successivo incontro con una nube indurrà una nuova riga a 121,6 nanometri, che però non si sovrapporrà più alla precedente. Lo spettro della luce che ci giunge dai quasar è quindi ricco di una fitta serie di righe (una per ogni nube di idrogeno attraversata), la cosiddetta foresta Lyman-α. Da tali righe è possibile identificare la distanza e, grosso modo, la densità di ogni nube di gas che si sia trovata lungo la direzione di osservazione del quasar. La luce di un solo quasar è quindi in linea di principio sufficiente per caratterizzare centinaia e più di nubi di idrogeno. Il processo fisico è ben descritto dall’immagine in apertura.
I punti rossi a sinistra sono i quasar, i cui raggi di luce attraversano i filamenti gassosi di colore viola e giallo prima di raggiungere lo spettrografo di BOSS (quadrato a destra). Nel riquadro in basso a sinistra è raffigurato un tipico spettro di quasar: le righe verticali sono state causate dall’attraversamento di una nube di idrogeno da parte della luce del quasar. Il risultato di questo notevolissimo studio è ben descritto dal grafico diffuso da BOSS.

 


Grafico di Zosia Rostomian, Lawrence Berkeley National Laboratory, e Nic Ross, BOSS Lyman-alpha team, Berkeley Lab

Il grafico mostra come tasso di espansione dell’Universo evolva col passare del tempo, misurato in miliardi di anni rispetto ad oggi (tempo zero). I punti neri mostrano i risultati di alcune misurazioni fatte con i metodi tradizionali di studio delle BAO: come si vede, essi non riescono ad andare oltre i 5-6 miliardi di anni nel passato, a causa della sempre maggiore debolezza degli oggetti osservati. Il punto rosso rappresenta invece la nuova misura fatta da BOSS e descritta nell’articolo: esso misura la velocità di espansione in un tempo molto più remoto, più di dieci miliardi di anni fa. La curva bianca rappresenta un’estrapolazione dei dati sperimentali, e mostra come la velocità di espansione diminuì fino a circa 6 miliardi di anni, quando raggiunse un minimo e l’energia oscura iniziò a far sentire la sua influenza provocando un’accelerazione.
Il team di BOSS prevede ora di aumentare di tre volte il numero di quasar usati per l’analisi: questi futuri risultati di BOSS, insieme agli attesi articoli cosmologici della missione Planck che vedranno la luce all’inizio del 2013, permetteranno di comprendere sempre meglio il meccanismo che ha portato l’energia oscura a dominare il processo evolutivo dell’Universo. E non dimentichiamo che nel 2019 è previsto il lancio della missione spaziale Euclid, che effettuerà misure accuratissime delle BAO consentendo di ricostruire ancora meglio la storia dell’espansione negli ultimi 6 miliardi di anni. Questi sono decisamente tempi eccitanti per la cosmologia!



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