Uno schema delle distribuzioni della materia oscura in cui il rosso indica le regioni con una maggiore densità di materia oscura. L'illustrazione a sinistra indica che la distribuzione della materia oscura diventa più densa al centro della galassia, come ha rilevato questo studio, mentre l'illustrazione a destra mostra una distribuzione meno densa della materia oscura secondo SIDM. Credito:Kohei Hayashi
Il nostro universo è dominato da una materia misteriosa nota come materia oscura. Il suo nome deriva dal fatto che la materia oscura non assorbe, riflettono o emettono radiazioni elettromagnetiche, rendendo difficile il rilevamento.
Ora, un team di ricercatori ha studiato la forza della materia oscura sparsa nelle galassie più piccole dell'universo utilizzando la cinematica stellare.
"Abbiamo scoperto che la forza della materia oscura è piuttosto piccola, suggerendo che la materia oscura non si disperde facilmente insieme, " ha detto il professor Kohei Hayashi, autore principale dello studio.
Molto è sconosciuto sulla materia oscura, ma ricerca teorica e sperimentale, dalla fisica delle particelle all'astronomia, stanno spiegando di più su di esso a poco a poco.
Una teoria importante sulla materia oscura è la "teoria della materia oscura auto-interagente (SIDM)". Sostiene che le distribuzioni della materia oscura nei centri galattici diventino meno dense a causa dell'autodispersione della materia oscura.
Però, esplosioni di supernova, che si verificano verso la fine della vita di una stella massiccia, possono anche formare distribuzioni meno dense. Ciò rende difficile distinguere se è l'esplosione di una supernova o la natura della materia oscura a causare una distribuzione meno densa della materia oscura.
Per chiarire questo, Hayashi e il suo team si sono concentrati sulle galassie nane ultra-deboli. Qui esistono poche stelle, rendendo trascurabili le influenze delle esplosioni di supernova.
Un grafico che indica la forza della dispersione della materia oscura (asse y) rispetto alla velocità relativa media tra la materia oscura e se stessa (asse x). Le barre di errore indicano le stime delle galassie di studi precedenti, mentre le regioni rosse mostrano i risultati della galassia nana ultra-fait Segue 1. Credito:Hayashi et al.
Le loro scoperte hanno mostrato che la materia oscura è densa al centro della galassia, sfidando la premessa di base di SIDM. Le immagini della galassia nana Segue 1 hanno rivelato un'elevata densità di materia oscura al centro della galassia, e quella dispersione è limitata.
"Il nostro studio ha mostrato quanto sia utile la cinematica stellare nelle galassie nane ultra-deboli per testare le teorie esistenti sulla materia oscura, " ha osservato Hayashi. "Ulteriori osservazioni utilizzando indagini spettroscopiche ad ampio campo di nuova generazione con lo spettrografo Subaru Prime Focus, massimizzerà la possibilità di ottenere la pistola fumante della materia oscura."
