A Caccia di Materia Oscura nelle Mini-Galassie

A Caccia di Materia Oscura nelle Mini-Galassie

Gli astrofisici dell’University of Surrey e dell’University of Edinburgh hanno ideato un nuovo metodo per misurare la quantità di materia oscura al centro delle piccole galassie nane.

La misteriosa materia oscura costituisce la gran parte della massa dell’Universo, ma rimane sfuggente. A seconda delle sue proprietà, può essere densamente concentrata al centro delle galassie, o distribuita in maniera più regolare su vasta scala. Confrontando la distribuzione di materia oscura nelle galassie con modelli dettagliati, i ricercatori possono verificare o escludere i vari candidati a ruolo di protagonisti della materia oscura.

Le concentrazioni minori di materia oscura derivano dalle galassie più piccole dell’Universo, le galassie nane. Le più piccole, le nane ultra-deboli, contengono soltanto poche migliaia o decine di migliaia di stelle, orbitano anche attorno alla Via Lattea e si ritiene siano costituite quasi interamente di materia oscura. Se la distribuzione di materia oscura nelle mini-galassie potesse essere mappata, fornirebbe nuove ed entusiasmanti informazioni sulla sua reale natura. Tuttavia, essendo prive di gas e contenendo pochissime stelle, è difficile realizzare valide misurazioni di queste galassie.

In uno studio pubblicato su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS), un team di ricercatori ha sviluppato un nuovo metodo per calcolare la densità della materia oscura all’interno delle galassie nane, anche prive di gas e contenenti pochissime stelle. La chiave del metodo è utilizzare uno o più densi ammassi stellari in orbita attorno al centro della galassia nana.

Gli ammassi stellari sono insiemi di stelle legate gravitazionalmente. Ma le loro stelle si disperdono una dall’altra facendo sì che l’ammasso si espanda gradualmente. Il team ha scoperto che il tasso di espansione dipende dal campo gravitazionale in cui orbita l’ammasso e, quindi, dalla distribuzione della materia oscura nella galassia che ospita l’ammasso. I ricercatori hanno utilizzato simulazioni a computer per verificare come la struttura dell’ammasso stellare dipenda dalla distribuzione di materia oscura, e se questa si trovi addensata al centro o distribuita più uniformemente. Il metodo è stato applicato alla nana ultra-debole Eridanus II, e i risultati implicano che nel centro della piccola galassia si trovi molta meno materia oscura rispetto alle previsioni teoriche.

“Abbiamo sviluppato un nuovo strumento per scoprire la natura della materia oscura e già i risultati sono entusiasmanti”, commenta Filippo Contenta dell’University of Surrey, a guida dello studio. Eridanus II, una delle galassie più piccole conosciute, presenta nel suo centro meno materia oscura del previsto. Se si troveranno risultati simili per campioni più vasti di galassie, questo potrebbe avere implicazioni ad ampio campo per la natura della materia oscura”. Jorge Peñarrubia dell’University of Edinburgh aggiunge: “Queste scoperte forniscono informazioni affascinanti sulla distribuzione della materia oscura nelle galassie più dominate dalla materia oscura stessa, e quindi il potenziale di future scoperte con l’utilizzo di questo nuovo metodo è davvero notevole”.
[ Barbara Bubbi ]

Nell’immagine rappresentazione della materia oscura nell’universo derivante da simulazioni a computer. Gli addensamenti di materia normale sono mostrati in arancio
Illustration Credit & Copyright Tom Abel & Ralf Kaehler (KIPAC, SLAC),AMNH

https://phys.org/news/2018-04-dark-smallest-galaxies-universe.html