Nella maggior parte delle galassie sembra mancare un’enorme percentuale di materia. Oggi i ricercatori potrebbero aver trovato la materia mancante di tutte le galassie, ma la scoperta contraddice i modelli accettati sulla loro formazione.
Le osservazioni, nel corso dell’ultimo decennio, hanno dimostrato che le galassie delle dimensioni della Via Lattea sembrano avere molta meno materia di quanto dovrebbero. L’aspettativa si basa sul rapporto tra la materia oscura e la materia normale (barionica) dell’universo. Questo rapporto suggerisce che i dischi galattici contengono solo il 20% della materia barionica che dovrebbero possedere.
La materia barionica delle galassie
Mentre gli studi negli anni successivi hanno trovato circa la metà della materia mancante nelle nuvole che circondano le galassie chiamate freddo mezzo circumgalattico, l’altra metà è rimasta ben nascosta. Fabrizio Nicastro dell’Istituto Nazionale di Astrofisica in Italia ed i suoi colleghi hanno utilizzato i dati di tre galassie rilevati dal telescopio spaziale XMM-Newton e dall’Osservatorio a raggi X Chandra, per cercare il resto della materia mancante. I risultati della ricerca (rif.) sono pubblicati su Arvix.
Questi potenti osservatori non sono stati in grado di individuare la materia barionica in nessuna delle galassie. Ma quando i ricercatori hanno sovrapposto le osservazioni delle tre galassie, sono stati in grado di misurare la luce complessiva invece che una alla volta.
Tra i segnali gassosi nel freddo del mezzo circumgalattico, hanno scovato un gas più caldo con una massa pari a centinaia di miliardi di volte la massa del sole. “La massa che stimiamo è sufficiente per spiegare la massa mancante nelle galassie. Questa prova svela la maggior parte dei barioni in queste strutture cosmiche” , dice Nicastro.
Una scoperta straordinaria
C’è solo un problema. La materia non deve essere pensata come mancante. Le simulazioni su giovani galassie mostrano che, i potenti venti creati da processi energetici come la formazione stellare, avrebbero davvero dovuto scagliare gran parte della materia barionica lontano da esse.
Ma questo significa che il gas mancante, sarebbe dovuto essere già lontano e non in giro nel mezzo circumgalattico. “Noi pensavamo che questi barioni dovessero mancare, perchè appunto espulsi dalla galassia”, afferma Vikram Ravi del California Institute of Technology. “Da questo punto di vista, è un risultato straordinario se i dati saranno confermati”. Se la materia mancante è davvero lì, dovremo ripensare a come funzionano le galassie su vasta scala.
“Quando osserviamo l’alone della Via Lattea, in realtà troviamo una buona quantità di struttura e grumi”, afferma Ravi. “Penso che ci vorrà un confronto con simulazioni molto dettagliate e con la stessa Via Lattea per poter interpretare questi dati in modo più approfondito”. Confrontare altre galassie con la Via Lattea sarà particolarmente cruciale nei prossimi anni. Anche perchè non siamo in grado di misurare in dettaglio il mezzo circumgalattico delle galassie oltre la nostra.
“Una o due conferme possono ancora essere fornite da osservazioni estremamente lunghe con gli attuali satelliti a raggi X (XMM-Newton e Chandra). Ma per fare davvero studi di popolazione di questi componenti [del mezzo circumgalattico], è necessaria nuova strumentazione ”, afferma Nicastro. Potrebbe volerci un decennio o più prima che quei nuovi telescopi siano pronti a svelare davvero il mistero di questa materia mancante.
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