Un Test Galattico per la Materia Oscura

27 Giu 2018 Un Test Galattico per la Materia Oscura

Secondo un nuovo studio, pubblicato su Physical Review Letters, l’esistenza dell’enigmatica materia oscura potrebbe essere confermata o smentita analizzando il moto delle stelle che risplendono nelle piccole galassie satelliti in orbita attorno alla Via Lattea.

Utilizzando uno dei supercomputer più veloci al mondo, gli scienziati dell’Università di Bonn e dell’University of California, Irvine, hanno simulato la distribuzione di materia delle galassie nane satelliti, che orbitano attorno a galassie più grandi, come la nostra o Andromeda.

Nell’immagine la distribuzione di materia oscura (sopra) e stelle (sotto) nelle simulazioni delle galassie satelliti Credit: © E. Garaldi, C. Porciani, E. Romano-Díaz/University of Bonn for the ZOMG Kollaboration

Nelle galassie a disco le stelle si muovono in orbite circolari attorno al centro galattico. L’accelerazione che le forza a cambiare direzione è causata dall’attrazione della materia totale presente nella galassia. La “relazione di accelerazione radiale” (radial acceleration relation, RAR), su cui si è concentrata l’attenzione dei ricercatori, descrive il rapporto tra questa accelerazione e quella dovuta alla sola materia visibile, fornendo un’indicazione sulla struttura e sulla distribuzione di materia nelle galassie. “Abbiamo simulato per la prima volta la relazione di accelerazione radiale in galassie nane, nell’ipotesi che la materia oscura esista”, spiega Cristiano Porciani, tra gli autori dello studio. “È venuto fuori che le minigalassie si comportano come versioni su piccola scala delle galassie più grandi”. Ma nel caso non esistesse la materia oscura, la relazione di accelerazione radiale delle galassie nane dipenderebbe fortemente dalla distanza dalla galassia attorno a cui orbitano, cosa che non accade se la materia oscura esiste davvero.

Questa differenza rende le galassie satelliti oggetti fondamentali per testare l’esistenza della materia oscura. La sonda Gaia dell’ESA, progettata per studiare le stelle della nostra galassia e dei suoi satelliti con dettaglio senza precedenti, potrebbe fornire in futuro una risposta. “Le singole misurazioni non sono sufficienti per testare Le piccole differenze che abbiamo scoperto nelle nostre simulazioni”, conclude Enrico Garaldi, primo autore dello studio. “Ma esaminare ripetutamente le stesse stelle aumenta ogni volta la precisione della misurazione. Prima o poi, dovrebbe essere possibile determinare se le galassie nane si comportano in base ad un Universo in cui è presente o no materia oscura”.
[ Barbara Bubbi ]

Nell’immagine la splendida nebulosa a emissione LHA 120-N55, localizzata nella Grande Nube di Magellano, galassia satellite della Via Lattea.
Credit: ESO

https://phys.org/news/2018-06-galactic-dark.html

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