Viviamo in una galassia di grandi città. La Via Lattea è così grande che ha galassie satellite che le orbitano intorno, proprio come la Luna orbita attorno alla Terra. Queste disposizioni ci dicono molto sui segreti dell'universo, da come si formano le galassie alla natura misteriosa della materia oscura.

Due nuovi studi hanno rivelato sempre di più su queste galassie "groupie" attorno alla Via Lattea, comprese le prove che le grandi galassie satellitari possono portare con sé i propri piccoli satelliti quando vengono risucchiate in orbita attorno alla Via Lattea. Gli scienziati hanno anche estratto informazioni sugli aloni di materia oscura che circondano queste galassie, così come una previsione che la nostra galassia casa dovrebbe ospitare altre 100 galassie satelliti molto deboli in attesa di essere scoperte.

La ricerca, co-guidato dall'Università di Chicago Asst. Prof. Alex Drlica-Wagner in collaborazione con scienziati dello SLAC National Accelerator Laboratory e dell'Università del Wisconsin-Madison, è stato pubblicato nell'edizione di aprile del Giornale Astrofisico . Si basa molto sui dati del Dark Energy Survey, uno sforzo rivoluzionario per mappare i cieli guidato dal Fermi National Accelerator Laboratory e dall'Università di Chicago.

"I dati del Dark Energy Survey ci offrono una sensibilità senza precedenti per i più piccoli, più antico, e la maggior parte delle galassie dominate dalla materia oscura, " ha detto Drlica-Wagner. "Queste deboli galassie possono insegnarci molto su come si formano le stelle e le galassie".

Risplendere la luce delle galassie sulla materia oscura

Gli astronomi sanno da tempo che la Via Lattea ha galassie satellite, inclusa la notevole Grande Nube di Magellano, osservabile ad occhio nudo nell'emisfero australe, ma grazie a rilievi con grandi telescopi, l'elenco dei satelliti conosciuti è aumentato a circa 60 negli ultimi due decenni.

Queste galassie ci dicono molto sul cosmo, inclusa la quantità di materia oscura necessaria per formare una galassia, quante galassie satellite dovremmo aspettarci di trovare intorno alla Via Lattea, e se le galassie possono portare i propri satelliti in orbita attorno al nostro, una previsione chiave del modello più popolare di materia oscura. (La risposta a quest'ultima domanda sembra essere un sonoro "sì").

"Volevamo rispondere in modo rigoroso alla domanda:qual è la galassia più debole che i nostri telescopi possono rilevare?" ha detto Drlica-Wagner.

Per rispondere a questa domanda, hanno simulato oltre un milione di piccole galassie satellitari, li ha incorporati in grandi set di dati astronomici, e hanno usato i loro algoritmi di ricerca per cercare di estrarli nuovamente. Ciò ha permesso loro di determinare quali galassie potevano essere rilevate e quali erano troppo deboli per i telescopi attuali. Hanno quindi combinato queste informazioni con grandi simulazioni numeriche di cluster di materia oscura per prevedere la popolazione totale di satelliti attorno alla Via Lattea (compresi sia quelli che possiamo vedere, e quelli che non possiamo).

Il risultato è stato una previsione secondo cui restavano da scoprire circa 100 galassie in orbita attorno alla Via Lattea. Se vengono scoperte le 100 galassie "mancanti", questo aiuterebbe a confermare il modello dei ricercatori che collega la materia oscura e la formazione delle galassie.

"Una delle cose più entusiasmanti di questo lavoro è che saremo in grado di utilizzare le nostre misurazioni delle galassie satellitari per comprendere le proprietà microscopiche della materia oscura, " ha detto Drlica-Wagner.

Il modello principale per la materia oscura è che è una particella subatomica, come un elettrone o un protone, che si è formato nell'universo primordiale. Se queste particelle di materia oscura fossero molto leggere, avrebbero potuto avere una velocità molto alta, il che renderebbe difficile per la materia oscura aggregarsi e formare le galassie che vediamo oggi. Così, osservando un gran numero di piccole galassie, è possibile porre un limite inferiore a quanta massa potrebbe avere una particella di materia oscura, hanno detto gli scienziati.

"La natura particellare della materia oscura può avere conseguenze osservabili per le galassie che vediamo, " disse Drlica-Wagner.