Immagine del telescopio spaziale Hubble delle quattro galassie giganti nel cuore dell'ammasso Abell 3827. Un'esposizione di quasi tre ore mostra la vista alle lunghezze d'onda visibili all'occhio umano, e il vicino infrarosso, come utilizzato nello studio originale del 2015. L'immagine distorta di una galassia più lontana dietro l'ammasso è appena visibile, avvolto intorno alle quattro galassie. Credito:NASA/ESA/Richard Massey (Durham University)
Gli astronomi sono tornati all'oscuro di cosa potrebbe essere la materia oscura, dopo che nuove osservazioni hanno mostrato che la misteriosa sostanza potrebbe non interagire con forze diverse dalla gravità, dopotutto. Il dott. Andrew Robertson della Durham University presenterà oggi (venerdì 6 aprile) i nuovi risultati alla Settimana europea dell'astronomia e delle scienze spaziali a Liverpool.
Tre anni fa, un team internazionale di ricercatori guidato da Durham pensava di aver fatto un passo avanti nell'identificare in definitiva cos'è la materia oscura.
Le osservazioni effettuate con il telescopio spaziale Hubble sembravano mostrare che una galassia nell'ammasso Abell 3827 - a circa 1,3 miliardi di anni luce dalla Terra - si fosse separata dalla materia oscura che la circonda.
Tale offset è previsto durante le collisioni se la materia oscura interagisce con forze diverse dalla gravità, potenzialmente fornendo indizi su quale potrebbe essere la sostanza.
L'orientamento casuale con cui l'ammasso Abell 3827 è visto dalla Terra rende possibile condurre misurazioni altamente sensibili della sua materia oscura.
Però, lo stesso gruppo di astronomi ora afferma che nuovi dati provenienti da osservazioni più recenti mostrano che la materia oscura nell'ammasso Abell 3827 non si è separata dalla sua galassia, dopotutto. La misurazione è coerente con la materia oscura che sente solo la forza di gravità.
L'autore principale, il dottor Richard Massey, nel Centro di Astronomia Extragalattica, all'Università di Durham, ha detto:"La ricerca della materia oscura è frustrante, ma questa è scienza. Quando i dati migliorano, le conclusioni possono cambiare.
Una vista delle quattro galassie centrali nel cuore dell'ammasso Abell 3827, a una gamma più ampia di lunghezze d'onda, comprese le immagini del telescopio spaziale Hubble nell'ultravioletto (mostrato in blu), e l'imaging Atacama Large Millimeter Array a lunghezze d'onda molto lunghe (inferiori a mm) (mostrate come linee di contorno rosse). A queste lunghezze d'onda, il cluster in primo piano diventa quasi trasparente, consentendo di vedere più chiaramente la galassia sullo sfondo. Ora è più facile identificare come quella galassia di sfondo è stata distorta. Credito:NASA/ESA/ESO/Richard Massey (Durham University)
"Nel frattempo va avanti la caccia alla materia oscura per rivelare la sua natura.
"Finché la materia oscura non interagisce con l'Universo che la circonda, stiamo facendo fatica a capire di cosa si tratta."
L'Universo è composto da circa il 27% di materia oscura, mentre il resto è costituito in gran parte dall'altrettanto misteriosa energia oscura. materia normale, come pianeti e stelle, contribuisce per un cinque per cento relativamente piccolo all'Universo.
Si ritiene che ci sia circa cinque volte più materia oscura di tutte le altre particelle comprese dalla scienza, ma nessuno sa cosa sia.
Però, la materia oscura è un fattore essenziale nell'aspetto dell'Universo oggi, come senza l'effetto vincolante della sua gravità extra, galassie come la nostra Via Lattea si disgregherebbero mentre girano.
In questo ultimo studio, i ricercatori hanno utilizzato l'Atacama Large Millimeter Array (ALMA) in Cile, Sud America, per visualizzare l'ammasso Abell 3827.
ALMA ha rilevato la luce infrarossa distorta di una galassia di fondo non correlata, rivelando la posizione della materia oscura altrimenti invisibile che è rimasta non identificata nel loro studio precedente.
La coautrice della ricerca, la professoressa Liliya Williams, dell'Università del Minnesota, ha dichiarato:"Abbiamo ottenuto una visione a risoluzione più elevata della galassia lontana utilizzando ALMA rispetto anche al telescopio spaziale Hubble.
"La vera posizione della materia oscura è diventata più chiara rispetto alle nostre precedenti osservazioni".
Mentre i nuovi risultati mostrano che la materia oscura rimane con la sua galassia, i ricercatori hanno detto che non significava necessariamente che la materia oscura non interagisse. La materia oscura potrebbe interagire molto poco, o questa particolare galassia potrebbe muoversi direttamente verso di noi, quindi non ci aspetteremmo di vedere la sua materia oscura spostata lateralmente, ha aggiunto la squadra.
Negli ultimi due anni sono state inventate diverse nuove teorie sulla materia oscura non standard e molte sono state simulate alla Durham University utilizzando supercomputer ad alta potenza.
Robertson, chi è coautore dell'opera, e con sede presso l'Institute for Computational Cosmology della Durham University, ha aggiunto:"Diverse proprietà della materia oscura lasciano segni rivelatori.
"Continueremo a cercare la natura per aver fatto l'esperimento di cui abbiamo bisogno, e per noi di vederlo dalla giusta angolazione.
"Un test particolarmente interessante è che le interazioni con la materia oscura rendono i gruppi di materia oscura più sferici. Questa è la prossima cosa che cercheremo".
Per misurare la materia oscura in centinaia di ammassi di galassie e continuare questa indagine, La Durham University ha appena finito di aiutare a costruire il nuovo telescopio SuperBIT, che ottiene una visione chiara elevandosi al di sopra dell'atmosfera terrestre sotto un gigantesco pallone ad elio.
La ricerca è stata finanziata dalla Royal Society e dal Science and Technology Facilities Council nel Regno Unito e dalla NASA. I risultati appariranno in un nuovo articolo sulla rivista Avvisi mensili della Royal Astronomical Society .
