Immagine e amplificazione (a colori) della galassia ultra-diffusa Dragonfly 44 scattata con il telescopio spaziale Hubble. Credito:Teymoor Saifollahi e NASA/HST.
Attualmente, la formazione delle galassie è difficile da comprendere senza la presenza di un onnipresente, ma misteriosa componente, denominata materia oscura. Gli astronomi hanno misurato quanta materia oscura c'è intorno alle galassie, e hanno scoperto che varia tra 10 e 300 volte la quantità di materia visibile. Però, alcuni anni fa, la scoperta di un oggetto molto diffuso, chiamato Libellula 44, cambiato questo punto di vista. È stato scoperto che questa galassia ha 10, 000 volte più materia oscura delle stelle. Ritirato da questa constatazione, gli astronomi hanno fatto sforzi per vedere se questo oggetto è davvero anomalo, o se qualcosa è andato storto nell'analisi delle osservazioni. Ora abbiamo la risposta.
Un team internazionale guidato dal Kapteyn Institute dell'Università di Groningen (Paesi Bassi), con la partecipazione dell'Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) e dell'Università di La Laguna (ULL), ha scoperto che il numero totale di ammassi globulari attorno a Dragonfly 44 e, perciò, il contenuto di materia oscura, è molto inferiore a quanto suggerito dai risultati precedenti, il che dimostra che questa galassia non è né unica né anomala. Il risultato è stato recentemente pubblicato su Avvisi mensili della Royal Astronomical Society (MNRAS).
La galassia Dragonfly 44 è stata scoperta in un'indagine approfondita dell'ammasso Coma, un ammasso con diverse migliaia di galassie. Dall'inizio, la galassia è stata considerata notevole dai ricercatori perché la quantità di materia oscura che hanno dedotto era quasi pari a quella della Via Lattea, l'equivalente di un miliardo di masse solari.
Però, invece di contenere circa centomila milioni di stelle, come ha la Via Lattea, DF44 ha solo cento milioni di stelle, mille volte meno. Ciò significa che la quantità di materia oscura era diecimila volte maggiore di quella delle sue stelle. Se questo fosse stato vero, sarebbe stato un oggetto unico, con quasi 100 volte più materia oscura di quella attesa dal numero delle sue stelle.
Tuttavia, da un'analisi esaustiva del sistema di ammasso globulare attorno a Dragonfly 44, i ricercatori hanno rilevato che il numero totale di ammassi globulari è solo 20, e che la quantità totale di materia oscura è circa 300 volte quella della materia luminosa, il che significa che non è molto al di fuori del valore normale per questo tipo di galassie.
"Il fatto che nel nostro lavoro abbiamo trovato solo 20 ammassi globulari, rispetto agli 80 precedentemente dichiarati, riduce drasticamente la quantità di materia oscura che si ritiene contenga la galassia, " spiega Ignacio Trujillo, un ricercatore IAC e coautore dell'articolo. "Inoltre, con il numero di ammassi globulari che abbiamo trovato, la quantità di materia oscura in Dragonfly 44 è in accordo con quanto previsto per questo tipo di galassie. Il rapporto tra visibile e materia oscura non è più 1 su 10, 000 ma uno su 300, "aggiunge Trujillo.
"Dragonfly 44 è stata un'anomalia in tutti questi anni che non è stato possibile spiegare con i modelli di formazione delle galassie esistenti. Ora sappiamo che i risultati precedenti erano sbagliati e che DF44 non è straordinario. È ora di andare avanti, " sottolinea Teymoor Saifollahi, ricercatore presso il Kapteyn Institute e primo autore dell'articolo.
"Il nostro lavoro mostra che questa galassia non è così singolare né inaspettata. In questo modo i modelli di formazione delle galassie possono spiegarla senza bisogno di modifiche, "dice Michael A. Beasley, un altro ricercatore IAC, specialista in ammassi globulari, e co-autore dell'articolo.
Il numero totale di ammassi globulari è correlato alla massa totale di una galassia. Così, se si misura il numero di ammassi globulari, la quantità di materia oscura può essere trovata, soprattutto se la quantità di materia visibile è solo una piccola frazione del totale.
"Però, non abbiamo una spiegazione fisica per questa relazione tra il numero totale di ammassi globulari e la massa totale della galassia. Questa è conoscenza puramente osservativa. Potrebbe essere che abbia a che fare con la quantità di gas originale da cui le stelle, e gli stessi ammassi globulari, si sono formati. Più materia oscura c'è in una galassia, più gas contiene, " suggerisce Johan H. Knapen, un ricercatore IAC e anche un coautore dell'articolo.