Galassie Sorprendenti Sfidano le Attuali Teorie

Galassie Sorprendenti Sfidano le Attuali Teorie

Questa gigantesca macchia diffusa, illuminata da stelle tanto sparse da far intravedere le galassie alle sue spalle, è in realtà uno degli oggetti più enigmatici del cosmo. Due nuovi studi confermano la sua natura di galassia ultra-diffusa praticamente priva di materia oscura, e riferiscono la scoperta di un’altra galassia dalle caratteristiche simili.

L’esistenza di galassie carenti di materia oscura, la misteriosa e invisibile sostanza che tipicamente predomina nella composizione delle galassie, è del tutto sorprendente e sfida le teorie attuali sulla formazione delle galassie. Dopo essersi destreggiati tra reazioni alternate tra scetticismo e lode da parte della comunità scientifica, gli astronomi che hanno scoperto NGC 1052-DF2, la prima galassia nota per la scarsità di materia oscura, forniscono ulteriori prove della sua natura bizzarra. In effetti, la scoperta della galassia DF2, descritta in uno studio precedentemente pubblicato su Nature, già sfidava le attuali teorie sulla formazione galattica. Galassie e materia oscura vanno a braccetto: tipicamente non si trova una senza l’altra. La teoria, infatti, prevede che le galassie si formino a partire da aloni concentrati di materia oscura, che via via attraggono gravitazionalmente materia ordinaria. Non abbiamo attualmente teorie a disposizione in grado di spiegare la formazione di una galassia come questa.

Ora il team di Pieter van Dokkum della Yale University a guida della ricerca precedente, dispone di due ulteriori studi a supporto della loro ipotesi iniziale, a dimostrazione che in effetti la materia oscura può non essere associata alle galassie. “Il fatto che stiamo osservando qualcosa di totalmente nuovo, è una cosa affascinante!”, afferma Shany Danieli, della Yale University, tra gli autori dello studio. “Nessuno conosceva l’esistenza di queste galassie, e la cosa più bella del mondo per uno studente di astronomia è scoprire un oggetto, che sia un pianeta, una stella, o una galassia, di cui nessuno sapeva nulla o di cui non si sarebbe neppure sospettata l’esistenza”.

Il team conferma nel primo studio le osservazioni iniziali di DF2, da cui risultava che la materia oscura fosse praticamente assente nella galassia. I ricercatori, utilizzando il Keck Cosmic Web Imager (KCWI) al Keck Observatory hanno ottenuto misurazioni più precise, scoprendo che gli ammassi globulari nella galassia si muovono con velocità coerente con la massa della materia ordinaria nella galassia. Se vi fosse materia oscura in DF2, il moto degli ammassi risulterebbe molto più veloce. Nel corso del secondo studio, il team ha utilizzato il Low Resolution Imaging Spectrometer (LRIS) al Keck Observatory per scoprire un’altra galassia priva di materia oscura, chiamata NGC 1052-DF4 (DF4 in breve). I risultati dei due studi sono stati pubblicati su The Astrophysical Journal Letters.

“Scoprire una seconda galassia praticamente priva di materia oscura è entusiasmante quanto la scoperta iniziale di DF2”, spiega Van Dokkum, a guida dello studio. “Questo implica che la probabilità di scoprire altre galassie di questo tipo è più alta del previsto. Dal momento che non abbiamo alcuna idea di come possano essersi formate queste galassie, mi auguro che queste scoperte incoraggeranno altri scienziati a lavorare su questo mistero”. Proprio come DF2, DF4 appartiene a una classe di galassie relativamente nuova, chiamata galassie ultra-diffuse (ultra-diffuse galaxies, UDG). Si tratta di oggetti straordinari, grandi quanto la Via Lattea, ma popolati da un numero di stelle da 100 a 1000 volte inferiore. La bassa densità stellare rende difficile osservare queste galassie, che appaiono diffuse, poco luminose, e quasi “trasparenti”. Nonostante la sua notevole estensione, la luminosità di una galassia ultra-diffusa è bassa: le poche stelle sono estremamente sparse, fornendo all’oggetto un aspetto spettrale.

Anche se può sembrare controintuitivo, l’esistenza di una galassia senza materia oscura contraddice le teorie che tentano di spiegare l’Universo senza la presenza di materia oscura. La scoperta di NGC 1052-DF2 dimostra che la materia oscura è in qualche modo separabile dalle galassie. Questo si può spiegare solo se la materia oscura è legata alla materia normale da null’altro che la gravità. Nel frattempo il team è a caccia di altre galassie simili. “Intendiamo scoprire ulteriori prove che ci aiuteranno a capire come possano le proprietà di queste galassie funzionare con le nostre teorie attuali. La nostra speranza è che queste ricerche ci porteranno un passo avanti nella comprensione di uno dei misteri più grandi del nostro Universo: la natura della materia oscura”, conclude Danieli.
[ Barbara ]

Nell’immagine la galassia ultra-diffusa NGC 1052-DF2
Credit: NASA, ESA, & P. Van Dokkum (YALE UNIVERSITY)

http://keckobservatory.org/df2-df4/