8.2 metri di diametro, la cima del Mauna Kea (Hawaii), una camera eccezionale ed ecco che i ricercatori giapponesi fanno del  telescopio Subaru una vera star del momento. Anzi una SUPERstar, dato che si è concentrato sulle SUPERnove: oltre 1800, scoperte in un periodo di "caccia" di 6 mesi! Ne approfittiamo per richiamare qualche concetto base sullo spaziotempo e su ciò che vede realmente un telescopio.

Non pensiamo che Subaru sia andato in giro per il cielo alla ricerca di questi scoppi stellari... lui si è concentrato su una zona decisamente piccola, ma la scarsità di spazio è stata compensata dall'enormità di tempo che coprivano le immagini che lo colpivano. Ne è seguito che pur guardando per poco tempo in una zona ristretta un evento raro come l'esplosione di una supernova, esso è sembrato un fenomeno quasi continuo, una specie di spettacolo di fuochi d'artificio.

So che è una cosa ormai ben risaputa per la maggior parte di voi lettori del Circolo, ma permettetemi di richiamare questo magnifico intreccio tra spazio e tempo, che forse qualche nuovo arrivato può non avere ancora compreso nella sua meravigliosa realtà.

Per comodità immaginiamo pure che non ci sia espansione dell'Universo (ma non cambierebbe di molto la rappresentazione finale, tranne che dover costruire una tracciato più complicato per la traiettoria della luce... potete imparare molto di più, in modo semplificato, andando  QUI e QUI).

In queste condizioni, in Fig. 1, tracciamo la traiettoria di un certo numero di stelle  in un certo periodo di tempo. Subaru è riuscito a spingersi fino a vedere esplosioni  di supernove avvenute 8 miliardi di anni fa. Prendiamo, quindi, come limite temporale passato proprio 8 miliardi di anni.

Ogni stella può essere considerata ferma rispetto alle altre e quindi ognuna di esse descrive una linea di vita (più esattamente, linea di Unverso) parallela all'asse del tempo (non si muove nello spazio). Disegniamo anche la traiettoria della Terra e quindi di Subaru come linea nera più spessa. Indichiamo anche il tempo zero ossia OGGI.

Abbiamo davanti a noi un Universo statico, rappresentato nello spaziotempo (le coordinate sono lo spazio unidimensionale e il tempo).

Nella scala di tempo utilizzata, i 6 mesi di osservazione di Subaru possono essere considerati un unico punto, così come la zona di Universo osservata. In poche parole, Subaru ha guardato OGGI solo nella direzione indicata dalla linea gialla spessa.

La linea gialla spessa, inclinata di 45°, è la traiettoria della luce al variare del tempo per la supernova più lontana osservata (A). Ma la stessa linea gialla corrisponde anche alla luce di tutte le stelle inviata in momenti diversi. Ad esempio, la luce della stella nella posizione B segue la stessa traiettoria. Ciò vuol dire che OGGI Subaru vede arrivare contemporaneamente la luce di tutte le stelle (di cui abbiamo disegnato le traiettorie spazio temporali) inviata nel momento in cui la loro linea di Universo interseca la linea gialla. La linea gialla porta fino a noi quel momento particolare della loro vita.

Per chi conosce solo un po' di quanto è stato descritto nei due libri sull'Universo e nei tanti articoli sullo spaziotempo la linea gialla della luce ha un nome ben noto: CONO DI LUCE, ossia proprio tutto ciò che riusciamo a vedere OGGI. Ieri era un po' diverso e domani sarà ancora un po' diverso dato che la linea a 45° si sposta insieme alla Terra.

Ovviamente, noi abbiamo tracciato un triangolo, dato che abbiamo considerato uno spazio a una dimensione. Se avessimo considerato uno spazio a due dimensioni avremmo visto proprio un cono, come si può notare in Fig. 2.

In questo caso, possiamo anche disegnare la piccola fetta del cono di luce relativa al campo di vista di Subaru (parte rossa). Le stelle coinvolte nell'immagine finale sono quelle le cui le linee di orizzonte passano per il triangolo AA'O.

Ma torniamo alla Fig. 1. Una stella nasce, evolve e poi, se ha una massa sufficientemente grande, esplode come supernova. Quali sono le supernove che ha visto Subaru? Beh... tutte quelle stelle che sono esplose proprio quando attraversavano la linea del cono di luce odierno di Subaru (quelle di colore più intenso)! Noi ne abbiamo tracciate poche... ma, immaginandoci quante stelle hanno attraversato durante 8 miliardi di anni la linea gialla della luce mentre viaggiava verso di noi per  l'appuntamento odierno, è facile capire che 1800 esplosioni resta un numero decisamente piccolo, in  assoluto, ma fantastico ed enorme per lo scopo della ricerca.

Pensiamo soltanto che il  telescopio spaziale Hubble ha scoperto soltanto 50 supernove, non più vecchie di 8 miliardi di anni, in un periodo di dieci anni. Nessun demerito per Hubble, ovviamente, che aveva mille cose da guardare e da studiare! L'abbiamo citato solo per far capire l'importanza di una ricerca sistematica e continua e l'utilizzo di una camera straordinaria (la Hyper Suprime-Cam, da 870 mega-pixel).

Entrando nei particolari, la ricerca ha individuato 5 super luminose supernove, un nuovo tipo, da poco evidenziato, che ha una luminosità da 5 a 10 volte superiore a quella delle "normali" supernove di tipo Ia (quelle tanto utili per determinare le distanze cosmiche).  Si contano, poi, circa 400 supernove di tipo Ia (un numero incredibile per perfezionare le scale delle distanze e verificare -per quanto possibile- l'effettiva accelerazione dell'espansione dell'Universo), di cui ben 58 al limite degli 8 miliardi di anni luce nel passato.

Subaru e i ricercatori giapponesi hanno superato se stessi e hanno posto una nuova pietra miliare su cui studiare per anni.

Se volete divertirvi, andate su questa pagina , dove sono riportate tutte le supernove osservate e possono essere viste in vari modi agendo sui pulsanti in basso: col metodo "blink", ossia vedendo rapidamente l'immagine con e senza supernova (salta all'occhio subito il guadagno di luce), o agendo sulle singole immagini separate, guardando prima lo sfondo di riferimento senza supernova e poi lo stesso con la supernova. Infine si può cliccare sulla differenza e si vede soltanto la supernova. Un insieme prodigioso di dati a disposizione di tutti per divertirsi in modo qualitativo, ma fantastico per divertirsi in modo quantitativo e professionale.

Articolo originale QUI