Candela standard

Una candela standard è un oggetto astronomico che ha una luminosità conosciuta.

Conoscere la luminosità di un oggetto è spesso fondamentale per poter trovare le distanze degli oggetti nell'astronomia extragalattica e nella cosmologia. Confrontando questa luminosità conosciuta (o la sua quantità logaritmica equivalente, la magnitudine assoluta) con la luminosità osservata (la magnitudine apparente), la distanza dell'oggetto può essere calcolata come:

$5 \log \frac{D}{kpc} = m -M +5,$

dove D è la distanza espressa in kpc (kiloparsec, 10³ parsec, ≈ 3.261,47086 anni luce), m è la magnitudine apparente e M è la magnitudine assoluta (entrambe nella stessa banda spettrale e a riposo).

Indicatori di distanze galattiche

Per distanze relativamente piccole, le variabili Cefeidi sono le migliori candele standard. Sono stelle giganti pulsanti la cui luminosità cambia in modo ben preciso nel corso di alcuni giorni, e sono osservabili fino ad una distanza di migliaia di anni luce (con piccoli telescopi) o anche parecchi milioni di anni luce (con grandi telescopi professionali e con il telescopio spaziale Hubble). Le Cefeidi sono le più precise tra le candele standard.

Per distanze più grandi, possono essere usati molti oggetti diversi, alcuni più precisi degli altri. Al momento, gli oggetti migliori per le distanze più grandi sono le supernovae di tipo Ia, che hanno una luminosità massima ben determinata (come funzione della forma della loro curva di luce), e sono visibili a miliardi di anni luce di distanza. Sono purtroppo relativamente rare.

Nell'astronomia galattica, i gamma ray burst (esplosioni termonucleari sulla superficie di una stella di neutroni) sono usate come candele standard: a volte gli spettri di questi oggetti mostrano come il loro raggio si stia espandendo. La luminosità di picco in raggi X dovrebbe quindi corrispondere al limite di Eddington, che può essere calcolato se la massa della stella di neutroni è conosciuta (si usa in genere un valore di 1,5 masse solari). Questo metodo permette di misurare (con qualche incertezza) le distanze di alcune binarie a raggi X di piccola massa, che sono estremamente deboli in ottico e di difficile misurazione.

Bibliografia

• Carroll and Ostlie, An Introduction to Modern Astrophysics, 2007.
• Stephen Webb, Measuring the Universe The Cosmological Distance Ladder, 2001.
• Pasachoff and Filippenko, The Cosmos, 2007.
• Ostriker and Gnedin, The Globular Cluster Luminosity Function as a Distance Indicator: Dynamical Effects, The Astrophysical Journal, May 5, 1997.

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