Friday, 21 Sep 2018

Identificata metà della materia mancante dell’universo

Una delle domande che si ponevano gli astrofisici sta, forse, per avere risposta: quasi metà della materia che costituisce l’universo, e che finora era sfuggita all’osservazione, è stata rilevata. Protoni, neutroni ed elettroni, sfuggiti alle osservazioni precedenti di stelle, galassie ed altri oggetti luminosi, che costituiscono i collegamenti tra le galassie.

Molti lettori avranno, probabilmente, sentito parlare della caccia alla materia oscura, una misteriosa sostanza che, si pensa, permei tutto l’universo e che è stata concepita per spiegare l’enorme quantità di materia mancante nell’universo. Possiamo vederne i suoi effetti attraverso la tensione gravitazionale che genera ma non riusciamo ad individuarla. nonostante questo, i modelli elaborati ci dicono che dovrebbe esserci circa il doppio della materia ordinaria là fuori, rispetto a quanto abbiamo osservato finora.

Questa materia sfuggente è ora stata finalmente rilevata da due team che hanno operato separatamente: si tratta di filamenti di particelle di barioni, non materia oscura, che collegano le galassie attraverso filamenti di caldo e diffuso gas.

 “Il problema del baryon mancante è stato finalmente risolto”, sostiene Hideki Tanimura, dell’Istituto di Astrofisica Spaziale di Orsay, Francia, leader di uno dei team. L’altro è stata guidato da Anne de Graaff, dell’Università di Edimburgo.

Questo gas è così tenue e non abbastanza caldo da non essere osservabile con i telescopi a raggi X e non era stato possibile osservarlo, finora.

Per avere la conferma della sua esistenza, i due gruppi hanno utilizzato un fenomeno chiamato effetto Sunyaev-Zel’dovich che si verifica quando la luce passa attraverso il gas caldo. Mentre la luce viaggia, parte di essa viene assorbita dagli elettroni presenti nel gas, lasciando una leggera traccia sullo sfondo delle microonde cosmiche, fornendo una istantanea dei resti della nascita del cosmo.

Nel 2015, il satellite Planck ha creato una mappa di questo effetto in tutto l’universo osservabile ma, anche se i viticci di gas tra le galassie sono molto diffusi, le macchie scure che provocano sono troppo leggere per essere viste direttamente sulla mappa di Planck.

Entrambe le squadre hanno selezionato coppie di galassie dall’analisi Sloan Digital Sky che dovevano essere collegate da un filo di barioni e hanno cumulato i segnali di Planck per le aree tra le galassie, rendendo i fili individualmente deboli rilevabili in massa.

Il team di Tanimura ha impilato i dati di 260.000 paia di galassie , e il gruppo di de Graaff ha utilizzato oltre un milione di coppie. Entrambe le squadre hanno trovato prove definitive dei filamenti di gas tra le galassie. Il gruppo di Tanimura ha rilevato una densità quasi tre volte più alta della media della materia normale dell’universo, mentre il gruppo di de Graaf ha rilevato una densità addirittura fino a sei volte maggiore, a conferma che il gas in queste aree è abbastanza denso per formare filamenti.

“Ci aspettiamo alcune differenze perché stiamo guardando filamenti a distanze diverse”, spiega Tanimura. “Considerando questo fattore, i nostri risultati sono molto coerenti con quelli l’altro gruppo”.

Aver trovato questi barioni, previsti nelle teorie ormai da decenni di simulazioni, convalida alcune delle nostre ipotesi sull’universo.

“Tutti sapevano che dovevano trovarsi lì ma questa è la prima volta che qualcuno, due diversi gruppi, è riuscito a definirli.” ha affermato Ralph Kraft, dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics del Massachusetts, “Questa scoperta dimostra che molte delle nostre idee su come si sono formate le galassie e le varie strutture nell’universo sono essenzialmente corrette”

Journal references: arXiv1709.05024 and 1709.10378v1

Per saperne di più: Galaxies in filaments spaced like pearls on a necklace

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