Rappresentazione artistica di una galassia circondata da distorsioni gravitazionali dovute alla materia oscura. Le galassie vivono all'interno di maggiori concentrazioni di materia oscura invisibile (di colore viola in questa immagine), tuttavia gli effetti della materia oscura possono essere visti osservando le deformazioni delle galassie di fondo. Credito:Swinburne Astronomy Productions - James Josephides
Un piccolo team di astronomi ha trovato un nuovo modo per "vedere" gli sfuggenti aloni di materia oscura che circondano le galassie, con una nuova tecnica 10 volte più precisa del precedente metodo migliore. L'opera è pubblicata in Avvisi mensili della Royal Astronomical Society .
Gli scienziati attualmente stimano che fino all'85% della massa nell'universo sia effettivamente invisibile. Questa "materia oscura" non può essere osservata direttamente, perché non interagisce con la luce allo stesso modo della materia ordinaria che compone le stelle, pianeti, e la vita sulla Terra.
Quindi, come misuriamo ciò che non può essere visto? La chiave è misurare l'effetto della gravità prodotto dalla materia oscura.
Pol Gurri, il dottorato studente della Swinburne University of Technology che ha guidato la nuova ricerca, spiega:"È come guardare una bandiera per cercare di sapere quanto vento c'è. Non si vede il vento, ma il movimento della bandiera ti dice quanto forte sta soffiando il vento."
La nuova ricerca si concentra su un effetto chiamato lente gravitazionale debole, che è una caratteristica della teoria della relatività generale di Einstein. "La materia oscura distorcerà leggermente l'immagine di qualsiasi cosa dietro di essa, "dice il Professore Associato Edward Taylor, che è stato anche coinvolto nella ricerca. "L'effetto è un po' come leggere un giornale attraverso la base di un bicchiere di vino."
Immagine elaborata di una galassia a spirale, come si potrebbe osservare dopo che gli effetti delle lenti hanno distorto la vera forma della galassia. Misurando il moto orbitale del gas all'interno di una galassia lontana (qui in rosa), le distorsioni gravitazionali possono essere misurate in modo molto più preciso di quanto fosse possibile in precedenza. Credito:immagine originale di ESA / Hubble e NASA / utente Flickr Det58, modifica dell'immagine di Pol Gurri
La lente gravitazionale debole è già uno dei modi più efficaci per mappare il contenuto di materia oscura dell'Universo. Ora, il team di Swinburne ha utilizzato il telescopio ANU 2.3m in Australia per mappare la rotazione delle galassie con lenti gravitazionali. "Poiché sappiamo come si suppone che le stelle e il gas si muovano all'interno delle galassie, sappiamo più o meno come dovrebbe essere quella galassia, " dice Gurri. "Misurando quanto sono distorte le immagini reali della galassia, poi possiamo capire quanta materia oscura ci vorrebbe per spiegare ciò che vediamo".
La nuova ricerca mostra come queste informazioni sulla velocità consentano una misurazione dell'effetto lente molto più precisa di quanto sia possibile utilizzando la sola forma. "Con il nostro nuovo modo di vedere la materia oscura, "Gurri dice, "speriamo di avere un'immagine più chiara di dove si trova la materia oscura, e quale ruolo gioca nel modo in cui si formano le galassie".
Fotografia del telescopio da 2,3 m dell'Australian National University (ANU) al Siding Spring Observatory. Credito:Università Nazionale Australiana
Le future missioni spaziali come il telescopio spaziale romano Nancy Grace della NASA e il telescopio spaziale Euclid dell'Agenzia spaziale europea sono progettate, in parte, per fare questo tipo di misurazioni basate sulle forme di centinaia di milioni di galassie. "Abbiamo dimostrato che possiamo dare un contributo reale a questi sforzi globali con un telescopio relativamente piccolo costruito negli anni '80, solo pensando al problema in modo diverso, "aggiunge Taylor.
