20181220. Credito:CATA/DAS
Nel 1933, Fritz Zwicky, famoso astronomo americano di origine svizzera, arrivato alla sorprendente conclusione che, anche se le galassie sono le indicazioni degli ammassi di galassie, il loro contributo alla massa totale dell'ammasso è minuscolo rispetto a una componente dominante della materia oscura. Le stime attuali della massa totale di un cluster indicano che i contributi sono approssimativamente:
Fino ad ora, questi sistemi su scala megaparsec, che hanno fino a centinaia di trilioni di masse solari, erano facilmente riconoscibili alla luce visibile a causa della luminosità delle galassie incastonate e della loro concentrazione verso i centri dell'ammasso. A causa delle loro grandi masse ed estensione, gli ammassi di galassie sono fondamentali per la mappatura e il bilancio di massa dell'universo. Un nuovo lavoro di un team internazionale di scienziati suggerisce che forse fino a un terzo di tutti i cluster non erano stati osservati in precedenza. Lo studio, condotto nel vicino universo, mostra che i cluster appena rivelati contengono meno, meno imballato, e galassie meno luminose rispetto agli ammassi convenzionali.
La scoperta è stata effettuata utilizzando dati pubblici per 191, 440 galassie da un'importante indagine sul redshift delle galassie (la 2dFGRS) condotta dieci anni fa con uno strumento robotico presso l'Anglo-Australian Telescope di 3,9 metri. Il riesame dei dati attraverso l'analisi dei big data, insieme all'abbandono dei pregiudizi sull'aspetto dei cluster, portato alla scoperta segnalata.
Il team internazionale di astronomi e scienziati informatici ha dimostrato che non tutti gli ammassi (o sciami) di galassie hanno lo stesso aspetto nel campo ottico. "Abbiamo trovato ammassi con galassie sempre meno luminose (spirali e irregolari) e più debolmente ammassate verso i centri rispetto agli ammassi convenzionali, proprietà che superficialmente conferiscono loro un aspetto non troppo dissimile dalle ordinarie regioni del cielo. Questo è il motivo principale per cui sono passati inosservati fino ad ora, " spiega Luis Campusano dell'Università del Cile a Santiago e autore principale dello studio.
"Il risultato è sorprendente come se i geografi avessero perso un terzo delle alte vette in una catena montuosa come le Ande perché avevano la neve ed erano un po' più piatte sulle loro cime, " aggiunge Roger G. Clowes del Jeremiah Horrocks Institute della University of Central Lancashire, Inghilterra, coautore dell'articolo.
La scoperta di una nuova classe di ammassi massicci ha importanti conseguenze. "Finora, le ricerche degli ammassi si basavano sulla presenza di galassie ellittiche luminose, mentre l'aggiunta di nuovi ammassi massicci aumenta il loro contributo alla massa media dell'universo. La realizzazione che ammassi di massa simile possono avere un contenuto di galassie molto diverso è la prova che anche la storia particolare di ciascun ammasso è rilevante, e non solo la sua massa. Il risultato pone nuovi vincoli alla teoria dell'evoluzione delle galassie, " afferma Gabriel Marinello dell'Osservatorio Congiunto ALMA, anche co-autore di questo lavoro.
L'indizio che ha permesso a Campusano e ai suoi collaboratori di trovare nuovi grandi sistemi di "materia oscura" è stata l'implementazione di un cercatore di ammassi che considerava solo la distribuzione spaziale delle galassie senza preoccuparsi della loro luminosità o della loro morfologia. Fondamentale è stato anche il lavoro di squadra tra astronomi e informatici.
Il software ha identificato i cluster nel database, che contiene le informazioni di posizione per quasi 200, 000 galassie, con un metodo geometrico che trova le sovradensità galattiche. Ciò consente l'identificazione dei membri di un ammasso attraverso un gap di velocità che li separa dal campo di cielo generale. Il campione di cluster risultante ha dimostrato di contenere i cluster riportati in letteratura e di fornire un catalogo di cluster più completo.
La maggior parte degli algoritmi di ricerca dei cluster si basa sulla vicinanza tra le galassie, il cosiddetto metodo degli amici degli amici, che può offuscare l'identificazione del nucleo del cluster. In un confronto con i risultati pubblicati da altri, precedenti cercatori di cluster che lavoravano sullo stesso set di dati della galassia, l'efficacia della nuova procedura di calcolo si è rivelata sostanzialmente migliorata. Attraverso analisi approfondite, gli autori hanno mostrato che il nuovo algoritmo non solo era in grado di rilevare i cluster già pubblicati, ma che ha anche rivelato nuovi cluster. Si è scoperto che alcuni dei nuovi rilevamenti erano "più o meno gli stessi, " il che non sorprende quando vengono utilizzati metodi migliorati. Ma molti si sono rivelati avere un aspetto diverso. L'analisi dettagliata di questi rilevamenti extra ha portato alla scoperta.
Probabilmente, la scienza degli ammassi di galassie iniziò già nel 1781 con l'identificazione visiva delle sovradensità nella distribuzione delle nebulose su vaste aree del cielo da parte dell'astronomo francese Messier. Però, solo in tempi relativamente recenti, nel 1923, erano alcune delle nebulose riconosciute per la prima volta come galassie esterne da Edwin Hubble.
