Finora più della metà della materia nel nostro universo ci è rimasta nascosta. Però, gli astrofisici avevano la sensazione di dove potesse essere:nei cosiddetti filamenti, strutture filiformi insondabili di gas caldo che circondano e collegano galassie e ammassi di galassie. Un team guidato dall'Università di Bonn ha osservato per la prima volta un filamento di gas con una lunghezza di 50 milioni di anni luce. La sua struttura è sorprendentemente simile alle previsioni delle simulazioni al computer. L'osservazione quindi conferma anche le nostre idee sull'origine e l'evoluzione del nostro universo. I risultati sono pubblicati sulla rivista Astronomia e astrofisica .

Dobbiamo la nostra esistenza a una minuscola aberrazione. Praticamente esattamente 13,8 miliardi di anni fa, è avvenuto il Big Bang. È l'inizio dello spazio e del tempo, ma anche di tutta la materia che oggi compone il nostro universo. Sebbene inizialmente fosse concentrato in un punto, si espanse a una velocità vertiginosa:una gigantesca nube di gas in cui la materia era distribuita quasi uniformemente.

Quasi, ma non completamente:in alcune parti la nuvola era un po' più densa che in altre. E solo per questo esistono i pianeti, stelle e galassie oggi. Questo perché le aree più dense esercitavano forze gravitazionali leggermente superiori, che attiravano verso di loro il gas dall'ambiente circostante. Sempre più materia si è quindi concentrata in queste regioni nel tempo. Lo spazio tra loro, però, è diventato sempre più vuoto. Nel corso di ben 13 miliardi di anni, sviluppata una sorta di struttura spugnosa:grandi "buchi" privi di materia, con aree intermedie dove migliaia di galassie sono raccolte in un piccolo spazio, cosiddetti ammassi di galassie.

Rete sottile di fili di gas

Se davvero è andata così, le galassie e gli ammassi dovrebbero ancora essere collegati dai resti di questo gas, come i fili sottilissimi di una ragnatela. "Secondo i calcoli, più della metà di tutta la materia barionica del nostro universo è contenuta in questi filamenti:questa è la forma della materia di cui sono composte le stelle e i pianeti, come noi stessi, " spiega il Prof. Dr. Thomas Reiprich dell'Argelander Institute for Astronomy presso l'Università di Bonn. Eppure finora è sfuggito al nostro sguardo:a causa dell'enorme espansione dei filamenti, la materia in essi è estremamente diluita:contiene appena dieci particelle per metro cubo, che è molto meno del miglior vuoto che possiamo creare sulla Terra.

Però, con un nuovo strumento di misura, il telescopio spaziale eROSITA, Reiprich e i suoi colleghi sono stati ora in grado di rendere il gas completamente visibile per la prima volta. "eROSITA dispone di rilevatori molto sensibili per il tipo di radiazione a raggi X che emana dal gas nei filamenti, " spiega Reiprich. "Ha anche un ampio campo visivo, come un obiettivo grandangolare, cattura una parte relativamente ampia del cielo in una singola misurazione, e ad una risoluzione molto alta." Ciò consente di acquisire immagini dettagliate di oggetti così enormi come i filamenti in un tempo relativamente breve.

Conferma del modello standard

Nel loro studio, i ricercatori hanno esaminato un oggetto celeste chiamato Abell 3391/95. Questo è un sistema di tre ammassi di galassie, che dista da noi circa 700 milioni di anni luce. Le immagini di eROSITA mostrano non solo gli ammassi e numerose singole galassie, ma anche i filamenti di gas che collegano queste strutture. L'intero filamento è lungo 50 milioni di anni luce. Ma potrebbe essere ancora più enorme:gli scienziati presumono che le immagini mostrino solo una sezione.

"Abbiamo confrontato le nostre osservazioni con i risultati di una simulazione che ricostruisce l'evoluzione dell'universo, " spiega Reiprich. "Le immagini di eROSITA sono sorprendentemente simili alla grafica generata al computer. Ciò suggerisce che il modello standard ampiamente accettato per l'evoluzione dell'universo è corretto". i dati mostrano che la materia mancante è probabilmente nascosta nei filamenti.

Reiprich è anche membro dell'Area di ricerca transdisciplinare (TRA) "Blocchi di materia e interazioni fondamentali" presso l'Università di Bonn. In sei diversi TRA, scienziati delle più diverse facoltà e discipline si uniscono per lavorare in modo collaborativo su temi di ricerca rilevanti per il futuro dell'Università di eccellenza.