Oscillazioni acustiche dei barioni

In cosmologia, le oscillazioni acustiche dei barioni (nella letteratura scientifica abbreviate in BAO, acronimo dell'inglese Baryon Acoustic Oscillations) sono le fluttuazioni nella densità della materia barionica visibile (cioè la normale materia) dell'universo, causate da onde di densità acustica nel plasma primordiale dell'universo appena formato.

In modo simile a come le supernovae funzionano da candela standard per le osservazioni astronomiche,[1] le BAO possono fornire un righello standard per la scala delle distanze cosmiche.[2]

La lunghezza di questo righello è data dalla massima distanza che le onde acustiche riuscirono a percorrere nel plasma primordiale prima che esso si raffreddasse al punto che il tasso di ricombinazione degli elettroni e dei protoni nel formare idrogeno neutro era più alto del tasso di reionizzazione (epoca della ricombinazione), il che bloccò l'espansione delle onde di densità del plasma. Questo evento di ricombinazione è avvenuto quando la temperatura era scesa a circa 3000 K, cioè quando l'età dell'universo era di circa 379000 anni[3]

La lunghezza di questo righello standard (≈490 milioni di anni luce nell'universo attuale[4]) può essere misurata in base alla struttura su larga scala della materia utilizzando le indagini astronomiche.[4]

Le misurazioni delle oscillazioni acustiche dei barioni permettono ai cosmologi una migliore comprensione anche dell'energia oscura, che sembra provocare l'accelerazione dell'espansione dell'Universo, ponendo delle restrizioni ai parametri cosmologici del Modello Lambda-CDM.[2]

Rilevamenti in altre indagini galattiche

[modifica | modifica wikitesto]

Le collaborazioni 2dFGRS e SDSS hanno entrambe riportato di aver rilevato segnali di BAO nel 2005.[5]

Il Premio Shaw in Astronomia, attribuito a entrambe le collaborazioni nel 2014,[6] dimostra che il merito della scoperta è ricosciuto a entrambe le indagini cosmiche. Dopo di allora sono stati riportati in letteratura i rilevamenti da parte di 6dF Galaxy Survey (6dFGS) nel 2011,[7] WiggleZ nel 2011,[8] e BOSS nel 2012.[9]

Nel 2023 le collaborazioni SDSS[10][11], BOSS[12], eBOSS[13] sono state premiate[14] con il Premio Cocconi[15] dalla divisione EPS-HEPP della Società Europea di Fisica (EPS) per "i loro eccezionali contributi alla cosmologia osservativa, tra cui lo sviluppo della misura dell'oscillazione acustica dei barioni in uno strumento cosmologico di primaria importanza, che è stato utilizzato per esplorare la storia del tasso di espansione dell'Universo fino a 1/5 della sua età, fornendo informazioni cruciali sull'energia oscura, la costante di Hubble e le masse dei neutrini."

Note

[modifica | modifica wikitesto]
  1. ^ S. Perlmutter, Measurements of Ω and Λ from 42 High-Redshift Supernovae, in The Astrophysical Journal, vol. 517, n. 2, 1999, pp. 565–586, Bibcode:1999ApJ...517..565P, DOI:10.1086/307221, arXiv:astro-ph/9812133.
  2. ^ a b D. J. Eisenstein, Dark energy and cosmic sound, in New Astronomy Reviews, vol. 49, 7–9, 2005, p. 360, Bibcode:2005NewAR..49..360E, DOI:10.1016/j.newar.2005.08.005, OSTI 987204.
  3. ^ (EN) B. Abbott, Microwave (WMAP) All-Sky Survey, su haydenplanetarium.org, Hayden Planetarium, 2007. URL consultato il 27 marzo 2024.
  4. ^ a b D. J. Eisenstein, Detection of the Baryon Acoustic Peak in the Large-Scale Correlation Function of SDSS Luminous Red Galaxies, in The Astrophysical Journal, vol. 633, n. 2, 2005, pp. 560–574, Bibcode:2005ApJ...633..560E, DOI:10.1086/466512, arXiv:astro-ph/0501171.
  5. ^ S. Cole, The 2dF Galaxy Redshift Survey: Power-spectrum analysis of the final data set and cosmological implications, in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 362, n. 2, 2005, pp. 505–534, Bibcode:2005MNRAS.362..505C, DOI:10.1111/j.1365-2966.2005.09318.x, arXiv:astro-ph/0501174.
  6. ^ Shaw Prize 2014, su shawprize.org. URL consultato il 22 novembre 2016 (archiviato dall'url originale l'11 settembre 2018).
  7. ^ F. Beutler, The 6dF Galaxy Survey: Baryon acoustic oscillations and the local Hubble constant, in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 416, n. 4, 2011, p. 3017B, Bibcode:2011MNRAS.416.3017B, DOI:10.1111/j.1365-2966.2011.19250.x, arXiv:1106.3366.
  8. ^ C. Blake, The WiggleZ Dark Energy Survey: Mapping the distance-redshift relation with baryon acoustic oscillations, in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 418, n. 3, 2011, p. 1707, Bibcode:2011MNRAS.418.1707B, DOI:10.1111/j.1365-2966.2011.19592.x, arXiv:1108.2635.
  9. ^ L. Anderson, The clustering of galaxies in the SDSS-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey: Baryon acoustic oscillations in the Data Release 9 spectroscopic galaxy sample, in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 427, n. 4, 2012, p. 3435, Bibcode:2012MNRAS.427.3435A, DOI:10.1111/j.1365-2966.2012.22066.x, arXiv:1203.6594.
  10. ^ Daniel J. Eisenstein, et al., Detection of the Baryon Acoustic Peak in the Large‐Scale Correlation Function of SDSS Luminous Red Galaxies, in The Astrophysical Journal, vol. 633, n. 2, 2005, pp. 560–574, DOI:10.1086/466512.
  11. ^ Will J. Percival, et al, Baryon acoustic oscillations in the Sloan Digital Sky Survey Data Release 7 galaxy sample, in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 401, n. 4, 2010, pp. 2148–2168, DOI:10.1111/j.1365-2966.2009.15812.x.
  12. ^ Shadab Alam, et al, The clustering of galaxies in the completed SDSS-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey: cosmological analysis of the DR12 galaxy sample, in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 470, n. 3, 2017, pp. 2617–2652, DOI:10.1093/mnras/stx721.
  13. ^ Shadab Alam, et al, Completed SDSS-IV extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey: Cosmological implications from two decades of spectroscopic surveys at the Apache Point Observatory, in Physical Review D, vol. 103, n. 8, 2021, pp. 083533, DOI:10.1103/PhysRevD.103.083533.
  14. ^ The 2023 Giuseppe and Vanna Cocconi Prize for an outstanding contribution to Particle Astrophysics and Cosmology (PDF), su eps-hepp.web.cern.ch.
  15. ^ The Giuseppe and Vanna Cocconi Prize, su eps-hepp.web.cern.ch.

Voci correlate

[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni

[modifica | modifica wikitesto]
Controllo di autoritàBNF (FR) cb18071706z (data)
  Portale Astronomia: accedi alle voci di Wikipedia che trattano di astronomia e astrofisica