Tanto affascinante quanto misterioso, la materia oscura è uno dei più grandi enigmi dell'astrofisica e della cosmologia. Si pensa che rappresenti il ​​90% della materia nell'universo, ma la sua esistenza è stata dimostrata solo indirettamente, ed è stato recentemente chiamato in causa. Una nuova ricerca condotta dalla SISSA rimuove i recenti dubbi sulla presenza di materia oscura all'interno delle galassie, confutare le relazioni empiriche a sostegno di teorie alternative. Lo studio, pubblicato in Giornale Astrofisico , offre anche nuove intuizioni sulla comprensione della natura della materia oscura e della sua relazione con la materia ordinaria.

Dall'espansione dell'universo al movimento delle stelle nelle galassie, ci sono molti fenomeni che non possono essere spiegati dalla sola presenza di materia barionica. La forza attrattiva generata dalla materia è insufficiente per spiegare gli effetti gravitazionali osservabili. Ciò aveva portato alla teoria dell'esistenza di materia oscura non rilevabile, e l'idea che le galassie siano incastonate nel suo alone sferico.

"Tre anni fa, alcuni colleghi della Case Western Reserve University hanno messo fortemente in dubbio la nostra comprensione dell'universo e il lavoro approfondito di molti ricercatori, mettendo in dubbio l'esistenza della materia oscura nelle galassie, " spiega Chiara Di Paolo, dottorando di astrofisica alla SISSA. "Analizzando le curve di rotazione di 153 galassie, principalmente il tipo "classico" a spirale, hanno ottenuto una relazione empirica tra l'accelerazione gravitazionale totale delle stelle (osservata) e la componente che osserveremmo in presenza di sola materia ordinaria nella teoria newtoniana classica. Questa relazione empirica, che sembrava valido in tutte le galassie da loro analizzate e a qualsiasi raggio galattico, motivato la spiegazione dell'accelerazione gravitazionale senza necessariamente mettere in discussione la materia oscura, ma coinvolgente, Per esempio, teorie della gravità modificata come la dinamica newtoniana modificata (MOND)."

Di Paolo e i suoi collaboratori hanno voluto verificare questo rapporto, analizzando le curve di rotazione di galassie diverse dal tipo classico a spirale:72 galassie con bassa luminosità superficiale (LSB) e 34 galassie a disco nane. Hanno prodotto risultati più estesi, trovare una relazione, quale, oltre all'accelerazione gravitazionale totale e alla sua componente ordinaria, coinvolge anche il raggio galattico e la morfologia delle galassie.

"Abbiamo studiato la relazione tra l'accelerazione totale e la sua componente ordinaria in 106 galassie, ottenendo risultati diversi da quelli che erano stati precedentemente osservati, " spiega Paolo Salucci, professore di astrofisica alla SISSA e uno degli autori della ricerca. "Questo non solo dimostra l'inesattezza della relazione empirica precedentemente descritta, ma rimuove i dubbi sull'esistenza della materia oscura nelle galassie. Inoltre, la nuova relazione trovata potrebbe fornire informazioni cruciali sulla comprensione della natura di questa componente indefinita".