Gli astronomi che utilizzano il telescopio spaziale Hubble della NASA hanno per la prima volta misurato con precisione la distanza da uno degli oggetti più antichi dell'universo, una collezione di stelle nate poco dopo il big bang.

Questo nuovo, il parametro di distanza raffinato fornisce una stima indipendente per l'età dell'universo. La nuova misurazione aiuterà anche gli astronomi a migliorare i modelli dell'evoluzione stellare. Gli ammassi stellari sono l'ingrediente chiave nei modelli stellari perché le stelle in ogni raggruppamento sono alla stessa distanza, hanno la stessa età, e hanno la stessa composizione chimica. Costituiscono quindi un'unica popolazione stellare da studiare.

Questa assemblea stellare, un ammasso globulare chiamato NGC 6397, è uno degli ammassi più vicini alla Terra. La nuova misurazione imposta la distanza del cluster a 7, 800 anni luce di distanza, con solo un margine di errore del 3%.

Fino ad ora, gli astronomi hanno stimato le distanze degli ammassi globulari della nostra galassia confrontando le luminosità e i colori delle stelle con modelli teorici, e alle luminosità e ai colori di stelle simili nelle vicinanze del sole. Ma l'accuratezza di queste stime varia, con incertezze oscillanti tra il 10% e il 20%.

Però, la nuova misurazione utilizza la trigonometria semplice, lo stesso metodo utilizzato dai geometri, e antico quanto l'antica scienza greca. Utilizzando una nuova tecnica di osservazione per misurare angoli straordinariamente piccoli nel cielo, gli astronomi sono riusciti ad allungare il metro di Hubble al di fuori del disco della nostra galassia, la Via Lattea.

Il team di ricerca ha calcolato l'età di NGC 6397 a 13,4 miliardi di anni. "Gli ammassi globulari sono così vecchi che se le loro età e le distanze dedotte dai modelli si discostano di un po', sembrano essere più vecchi dell'età dell'universo, " ha affermato Tom Brown dello Space Telescope Science Institute (STScI) di Baltimora, Maryland, leader dello studio Hubble.

Distanze accurate dagli ammassi globulari vengono utilizzate come riferimenti nei modelli stellari per studiare le caratteristiche delle popolazioni stellari giovani e vecchie. "Qualsiasi modello che sia d'accordo con le misurazioni ti dà più fiducia nell'applicare quel modello a stelle più lontane, "Ha detto Brown. "Gli ammassi stellari vicini fungono da ancore per i modelli stellari. Fino ad ora, avevamo solo distanze precise per gli ammassi aperti molto più giovani all'interno della nostra galassia perché sono più vicini alla Terra".

Al contrario, circa 150 ammassi globulari orbitano al di fuori del disco stellato relativamente più giovane della nostra galassia. Questi sferici, sciami densi di centinaia di migliaia di stelle sono i primi coloni della Via Lattea.

Gli astronomi di Hubble hanno usato la parallasse trigonometrica per stabilire la distanza dell'ammasso. Questa tecnica misura il minuscolo, spostamento apparente della posizione di un oggetto a causa di un cambiamento nel punto di vista di un osservatore. Hubble ha misurato l'apparente minuscola oscillazione delle stelle dell'ammasso dovuta al movimento della Terra attorno al Sole.

Per ottenere la distanza precisa da NGC 6397, Il team di Brown ha impiegato un metodo intelligente sviluppato dagli astronomi Adam Riess, un premio Nobel, e Stefano Casertano dello STScI e della Johns Hopkins University, anche a Baltimora, per misurare accuratamente le distanze delle stelle pulsanti chiamate variabili Cefeidi. Queste stelle pulsanti fungono da indicatori di distanza affidabili per consentire agli astronomi di calcolare un accurato tasso di espansione dell'universo.

Con questa tecnica, chiamato "scansione spaziale, La Wide Field Camera 3 di Hubble ha misurato la parallasse di 40 stelle ammasso NGC 6397, effettuare misurazioni ogni 6 mesi per 2 anni. I ricercatori hanno quindi combinato i risultati per ottenere la misurazione precisa della distanza. "Perché stiamo guardando un mucchio di stelle, possiamo ottenere una misurazione migliore rispetto alla semplice osservazione delle singole stelle variabili Cefeidi, ", ha detto il membro della squadra Casertano.

Le minuscole oscillazioni di queste stelle a grappolo erano solo 1/100 di pixel sulla fotocamera del telescopio, misurato con una precisione di 1/3000 di pixel. Questo è l'equivalente di misurare le dimensioni di un pneumatico di automobile sulla luna con una precisione di un pollice.

I ricercatori affermano che potrebbero raggiungere una precisione dell'1% se combinassero la misurazione della distanza Hubble di NGC 6397 con i prossimi risultati ottenuti dall'osservatorio spaziale Gaia dell'Agenzia spaziale europea, che sta misurando le posizioni e le distanze delle stelle con una precisione senza precedenti. Il rilascio dei dati per il secondo gruppo di stelle nel sondaggio è alla fine di aprile. "Arrivare all'1 percento di precisione inchioderà per sempre questa misurazione della distanza, " disse Bruno.