Materia oscura? È là dove stelle si vanno a posare

Luce intracluster nel cluster Abell S1063. Crediti: Nasa/Esa/Hubble Space Telescope

In un articolo pubblicato su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society vengono esposti i risultati di uno studio realizzato grazie ai dati raccolti dal telescopio spaziale Hubble della Nasa/Esa nell’ambito del programma Frontier Fields. I dati sono stati letti applicando un metodo che gli autori dello studio hanno definito “rivoluzionario”, perché permetterebbe di rilevare la materia oscura presente negli ammassi di galassie in modo più preciso rispetto a qualunque altro metodo a oggi noto. Un metodo che potrà, dunque, aiutarci ad esplorare la sua natura misteriosa.

«Abbiamo trovato un modo per “vedere” la materia oscura», dice Mireia Montes della University of New South Wales, in Australia, prima firmataria dello studio. «Abbiamo scoperto che la debole luce negli ammassi di galassie, la luce all’interno dell’ammasso, mappa la distribuzione della materia oscura».

La luce intracluster – all’interno degli ammassi – è un sottoprodotto delle interazioni tra galassie. In pratica, nel corso di queste interazioni, singole stelle vengono in qualche modo “strappate via” dalla propria galassia e prendono a fluttuare all’interno dell’ammasso, finché non vanno a posarsi nella regione in cui si trova la maggior parte della massa del cluster, che per lo più sarebbe composta di materia oscura.

«Queste stelle hanno una distribuzione identica a quella della materia oscura», spiega Montes, «almeno per quanto la tecnologia che abbiamo a disposizione ci permette di studiare». Lo studio dimostra che la luce all’interno dell’ammasso, proveniente dalle stelle isolate che si depositano negli spazi in cui la materia oscura è presente, sarebbe correlata alla materia oscura, tracciandone la distribuzione in modo più accurato di ogni altro metodo basato sui traccianti luminosi finora utilizzato.

Questa immagine di Hubble mostra il cluster MACS J0416.1–2403. Uno dei 6 studiati dal programma Frontier Fields.
Crediti: Nasa/Esa/Hubble Space Telescope

Il metodo presentato da Montes utilizza solo immagini di campo profondo. Questo significa che, con il nuovo metodo, è possibile studiare un numero maggiore di ammassi in rapporto allo stesso tempo di osservazione.

«Se la materia oscura fosse in qualche modo “auto-interagente”, potremmo rilevare delle piccole deviazioni nella sua distribuzione rispetto a questo debole bagliore stellare», sottolinea Ignacio Trujillo dell’Instituto de Astrofísica de Canarias, in Spagna, co-autore dello studio. «Attualmente tutto ciò che è noto della materia oscura è che sembra interagire con la materia “normale” solo da un punto di vista gravitazionale. Se scoprissimo che essa in qualche modo “auto-interagisce”, potremmo tracciare meglio i caratteri della sua identità».

Per ora gli autori hanno già in programma di ampliare il campione di sei cluster analizzato, per testare l’accuratezza del loro metodo. Bisognerà poi attendere il confronto con i risultati su ulteriori ammassi di galassie che saranno realizzati da altri gruppi di ricerca applicando lo stesso metodo, per aggiungere dati in modo da confermare o meno i risultati.

Sarà anche interessante applicare il metodo proposto da questo gruppo per analizzare i dati ottenuti dalle osservazioni che saranno fatte con strumenti ancora più sensibili. Il James Webb Space Telescope, di prossimo lancio, potrà osservare la debole luce presente tra i vari ammassi nell’universo più remoto, e chissà che non si riesca davvero finalmente a far luce sulla materia oscura.

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