La materia oscura potrebbe essere, dopo tutto, non del tutto oscura …

Per la prima volta la materia oscura potrebbe essere stata osservata in interazione con altra materia oscura in un modo diverso dall’attrazione gravitazionale. L’osservazione di galassie in collisione effettuata con il VLT (Very Large Telescope) dell’ESO e il telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA hanno raccolto i primi interessanti indizi sulla natura di questa misteriosa componente dell’Universo.  Usando lo strumento MUSE installato sul VLT dell’ESO in Cile, insieme con immagini del telescopio orbitante Hubble, un’equipe di astronomi ha studiato la collisione simultanea di quattro galassie nell’ammasso di galassie Abell 3827.

L'immagine  dell'Hubble Space Telescope mostra il ricco ammasso di galassie Abell 3827. Le strane strutture celesti che circondano le galassie centrali sono la vista di una galassia molto più lontana prodotta dall'effetto della lente gravitazionale. La distribuzione della materia oscura nell'ammasso è mostrata con linee di colore blu. Vi è un'estremità di materia oscura per la galassia a sinistra significativamente spostato dalla posizione della galassia stessa, che potrebbe essere prodotto dalla prolungata interazione tra materia oscura.

L’equipe ha potuto tracciare l’ubicazione della massa all’interno del sistema e confrontare la distribuzione della materia oscura con la posizione delle galassie luminose. Anche se la materia oscura non si vede, l’equipe ha potuto dedurne la posizione usando una tecnica chiamata lente gravitazionale. La collisione è avvenuta per caso proprio davanti a una sorgente molto più distante e non correlata. La massa della materia oscura intorno alle galassie in collisione ha distorto lo spazio tempo, deviando il percorso dei raggi di luce provenienti dalla lontana galassia di fondo – e distorcendone l’immagine nelle caratteristiche forme arcuate. La teoria corrente è che tutte le galassie si formino all’interno di grumi di materia oscura. Senza l’effetto vincolante della gravità dovuta alla materia oscura, galassie come la Via Lattea andrebbero a pezzi nella rotazione. Per evitarlo, l’85% della massa dell’Universo (gli astronomi hanno trovato che il contenuto totale di massa / energia dell’Universo è diviso in proporzione del 68% di l’energia oscura, 27% di materia oscura e 5% di materia “normale”. Perciò la frazione dell’85% si riferisce alla frazione di “materia” che è oscura) deve esistere sotto forma di materia oscura, eppure la sua vera natura rimane ancora misteriosa. In questo studio, i ricercatori hanno osservato le quattro galassie interagenti e hanno trovato che un grumo di materia oscura era apparentemente rimasto indietro rispetto alla galassia che circonda. La materia oscura è ora a circa 5000 anni luce (50 000 milioni di milioni di chilometri) indietro rispetto alla galassia – la sonda Voyager della NASA impiegherebbe 90 milioni di anni a coprire questa distanza. Un ritardo tra la materia oscura e la galassia ad essa associata è previsto durante la collisione se la materia oscura interagisce con se stessa, anche se debolmente, grazie a forze diverse dalla gravità (simulazioni al computer mostrano che l’attrito aggiuntivo dovuto alla collisione farebbe rallentare la materia oscura. La natura dell’interazione rimane non nota; potrebbe essere causata da effetti ben noti o da qualche forza esotica ancora sconosciuta. Tutto ciò che si può dire a questo punto è che non è la gravità. Tutte e quattro le galassie potrebbero essere state separate dalla loro materia oscura. Ma le misure sono buone per una sola galassia, poichè per caso è ben allineata con l’oggetto di fondo, distorto dalla lente gravitazionale. Con le altre tre galassie, le immagini dovute alla lente sono più lontane e perciò i vincoli imposti sulla posizione della materia oscura sono troppo poco stringenti per trarre conclusioni significative dal punto di vista statistico). La materia oscura non è mai stata osservata prima d’ora interagire in modo diverso dalla forza di gravità. Il primo autore Richard Massey dell’Università di Durham spiega: “Eravamo abituati a pensare che la materia oscura stesse lì tranquilla, badando solo a se stessa, fatta eccezione per l’attrazione gravitazionale. Ma se la materia oscura venisse rallentata durante la collisione, potrebbe essere la prima evidenza di una diversa fisica nella zona oscura – l’Universo nascosto intorno a noi“. I ricercatori fanno notare che servono ulteriori indagini su altri effetti che possano produrre un ritardo. Dovranno essere eseguite osservazioni simili su altre galassie e simulazioni numeriche dello scontro tra galassie. Liliya Williams dell’Università di Minnesota, altro membro dell’equipe, aggiunge: “Sappiamo che la materia oscura esiste a causa della sua interazione gravitazionale, che aiuta a dare una forma all’Universo, ma sappiamo poco, in modo addiritttura imbarazzante, su cosa sia in realtà la materia oscura. Le nostre osservazioni suggeriscono che la materia oscura interagisca con forze diverse dalla gravità, dimostrando che possiamo scartare alcune delle teorie fondamentali sulla composizione della materia oscura“. Questo risultato discende da un altro recente di questa stessa equipe, che ha osservato 72 scontri tra ammassi di galassie (Gli ammassi di galassie contengono fino a migliaia di singole galassie),  e trovato che la materia oscura interagisce molto poco con se stessa. Il nuovo lavoro invece riguarda il moto delle singole galassie, invece che degli ammassi di galassie. I ricercatori sostengono che lo scontro tra queste galassie potrebbe essere durato più a lungo che la collisione osservata nello studio precedente – permettendo agli effetti di una forza di attrito anche minima di crescere nel tempo e produrre un ritardo misurabile (l’incertezza maggiore sul risultato è la durata della collisione: l’attrito che rallenta la materia oscura potrebbe essere dovuto a una forza molto debole che agisce per un miliardo di anni o una forza relativamente più intensa che agisce per “solo” 100 milioni di anni.). Presi insieme, questi due risultati restringono per la prima volta i possibili comportamenti della materia oscura” la materia oscura interagisce più di questo, ma meno di quello. Massey ha aggiunto: “Stiamo finalmente costringendo la materia oscura all’angolo, spingendo la nostra conoscenza da due direzioni diverse“. Questa ricerca è stata presentata in un articolo intitolato “The behaviour of dark matter associated with 4 bright cluster galaxies located in the 10 kpc core of Abell 3827”  pubblicato sulla rivsita Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Foto: l’immagine dell’Hubble Space Telescope mostra il ricco ammasso di galassie Abell 3827. Le strane strutture celesti che circondano le galassie centrali sono la vista di una galassia molto più lontana prodotta dall’effetto della lente gravitazionale. La distribuzione della materia oscura nell’ammasso è mostrata con linee di colore blu. Vi è un’estremità di materia oscura per la galassia a sinistra significativamente spostato dalla posizione della galassia stessa, che potrebbe essere prodotto dalla prolungata interazione tra materia oscura.
Fonte: ESO (European Southern Observatory)

Advertisements

Rispondi

Inserisci i tuoi dati qui sotto o clicca su un'icona per effettuare l'accesso:

Logo WordPress.com

Stai commentando usando il tuo account WordPress.com. Chiudi sessione / Modifica )

Foto Twitter

Stai commentando usando il tuo account Twitter. Chiudi sessione / Modifica )

Foto di Facebook

Stai commentando usando il tuo account Facebook. Chiudi sessione / Modifica )

Google+ photo

Stai commentando usando il tuo account Google+. Chiudi sessione / Modifica )

Connessione a %s...

%d blogger hanno fatto clic su Mi Piace per questo: