Un Assembramento di Galassie da Record

Un Assembramento di Galassie da Record

Uno studio pubblicato su Nature Astronomy ha consentito di individuare uno degli ammassi di galassie più densi dell’Universo. La scoperta si rivela un ulteriore passo avanti per comprendere la natura della materia oscura e quale sia il suo contributo alla rete cosmica che costituisce l’Universo.

La struttura dell’Universo può essere paragonata a quella di una ragnatela immensa. La materia è concentrata lungo filamenti che si intersecano, formano zone in cui si accumula maggiormente, e altre in cui la densità è molto bassa. Nei punti più densi le galassie si raggruppano, formando ammassi. Questi assembramenti colossali, che possono contenere migliaia di galassie, sono le strutture più massicce dell’Universo. Le proprietà di molte componenti della materia su scale così vaste non sono ben conosciute. Si ritiene che la materia normale che conosciamo renda conto soltanto del 5 percento dell’Universo, mentre la materia oscura del 20 percento e il restante 75 percento sia costituito da energia oscura, una misteriosa componente in relazione all’espansione accelerata del cosmo.

Un team internazionale di astronomi guidato da Mauro Sereno dell’Università di Bologna, con la partecipazione dell’Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA) e dell’Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), ha localizzato uno degli ammassi di galassie più densi dell’Universo. Lo studio prende in esame per la prima volta le zone esterne dell’ammasso galattico PSZ2 G099.86+58.45 fino a un raggio di 90 milioni di anni luce, una regione in cui non era nota la distribuzione di materia. L’ambiente degli ammassi di galassie include strutture esterne, come filamenti e altri ammassi nelle vicinanze, nonché il materiale in caduta verso l’ammasso centrale più massiccio. “Questo studio dimostra che la densità di materia attorno all’ammasso è fino a sei volte maggiore del previsto”, spiega Sereno. Le densità di materia sono molto elevate anche a grandi distanze dell’ammasso di galassie.

Lo studio si basa su un fenomeno noto come lente gravitazionale, che avviene quando la massa di un grande ammasso devìa la luce emessa da galassie molto distanti, cambiando la forma delle immagini di queste galassie di fondo. Più l’oggetto in primo piano che agisce da lente è concentrato e denso, più grande è la deformazione delle galassie distanti. Utilizzando immagini profonde ottenute con il CFHT (Canada-France-Hawaii Telescope) il team ha scoperto distribuzione, massa e densità attorno all’ammasso PSZ2 G099.86+58.45. I risultati dimostrano che il raggruppamento galattico è una rara eccezione, che non si adatta ai modelli di formazione di simili strutture.

Anche se i modelli funzionano bene per la densità di materia nelle regioni interne dell’ammasso galattico fino a una distanza di 15-20 milioni di anni luce, nelle regioni esterne è necessario considerare una componente aggiuntiva per giustificare i dati osservativi. “Questa componente di massa è del tutto ignota, e le simulazioni numeriche degli ammassi di galassie non la prevedono”, spiega Rafael Barrena, tra gli autori dell’articolo pubblicato su Nature Astronomy. “Quindi abbiamo a che fare con la prova osservativa di grandi quantità di materia che non ci aspettavamo di trovare”. Utilizzando inoltre il Gran Telescopio Canaris (GTC) i ricercatori hanno misurato il moto delle galassie nell’ammasso e misurato la sua massa totale: i risultati confermano che PSZ2 G099.86+58.45 è estremamente denso e massiccio, e che gli effetti del suo possente campo gravitazionale si estendono a distanze molto maggiori dal centro rispetto a quanto previsto dai modelli.

“Abbiamo realizzato uno studio che apre la porta all’analisi di una regione del cosmo fino ad oggi poco esplorata, il confine tra gli ammassi di galassie”, spiega Alina Streblyanska del IAC. Questa è una regione che può fornirci molte informazioni su questi immensi sistemi, sulla loro interazione ed evoluzione. Lo studio costituisce un ulteriore passo avanti per comprendere la materia oscura e quale sia il suo contributo alla rete cosmica che costituisce l’Universo.
[ Barbara Bubbi ]

Nell’immagine, derivante da simulazioni del progetto IllustrisTNG per ricostruire a computer la struttura e l’evoluzione dell’Universo, una visualizzazione dei filamenti attorno ad addensamenti di materia nella rete cosmica
Credit: IllustrisTNG collaboration

https://phys.org/news/2018-07-densest-clusters-galaxies-universe-revealed.html