L'ammasso globulare Messier 54. Credito:NASA
Un team di astronomi ha studiato due ammassi globulari vicini, 47 Tucanae e Omega Centauri, alla ricerca di segnali prodotti dall'annientamento della materia oscura. Sebbene le ricerche siano risultate vuote, non sono state un fallimento. La mancanza di un rilevamento poneva severi limiti superiori alla massa dell'ipotetica particella di materia oscura.
Illuminiamo la materia oscura
La materia oscura costituisce circa l'80% di tutta la massa dell'universo, sebbene sia completamente invisibile. Semplicemente non interagisce con la forza elettromagnetica, quindi non si illumina, non riflette, non assorbe o altro. Finora, l'unica prova che abbiamo della sua esistenza è attraverso i suoi effetti gravitazionali sul resto dell'universo. Per questo motivo, gli astronomi non sono esattamente sicuri di cosa sia la materia oscura, sebbene molti fisici credano che si tratti di un nuovo tipo di particella, precedentemente sconosciuta al modello standard della fisica delle particelle.
Una possibilità è che la materia oscura sia composta da una particella ultraleggera, come un assione. E sebbene queste particelle non interagiscano con la materia normale, potrebbero interagire molto raramente con se stesse, scontrandosi e annichilandosi. Se l'energia della collisione è sufficientemente alta, può provocare la produzione di un raggio gamma, che poi si divide per diventare un elettrone e un positrone.
Questi elettroni e positroni possono incollarsi insieme per formare stati legati, chiamati positronio. Tuttavia, gli atomi di positronio non sono stabili e alla fine decadono, lasciando dietro di sé un lampo di emissione radio.
Quindi, anche se la materia oscura non interagisce direttamente con l'elettromagnetismo, c'è ancora la possibilità che noi vediamo l'emissione radio dalla collisione e dal decadimento delle particelle di materia oscura.
Guarda agli ammassi globulari
Per farlo funzionare hai bisogno di molta materia oscura. Se le particelle di materia oscura si fossero scontrate abbastanza facilmente, l'avremmo già visto. Quindi le collisioni devono essere rare. La densità della materia oscura nel nostro vicinato galattico è troppo bassa per consentire un'emissione rilevabile, ma i nuclei densi delle galassie potrebbero offrire un accesso migliore.
Il luogo naturale in cui guardare è il nostro nucleo galattico, ma quel luogo è sommerso da ogni tipo di emissione radio, quindi è difficile dire se un segnale particolare provenga dall'annientamento della materia oscura o da qualcosa di più banale. Ecco perché un team di astronomi ha osservato due ammassi globulari vicini, come riportato in un articolo apparso di recente sulla rivista preprint arXiv.
I due ammassi, 47 Tucanae e Omega Centauri, distano solo poche migliaia di anni luce, il che li rende relativamente facili da osservare. E gli astronomi credono che siano i resti di galassie nane, la maggior parte delle loro stelle strappate via da loro attraverso le interazioni con la Via Lattea.
Questo rende i cluster laboratori ideali, perché sono essenzialmente sfere di materia oscura densa con pochissima contaminazione. Il team di astronomi è andato alla ricerca del segnale radio unico del positronio in decadimento utilizzando l'osservatorio di Parkes in Australia.
Non hanno trovato nulla, il che non è necessariamente un male. Sulla base delle loro osservazioni, sono stati in grado di collocare i migliori limiti superiori finora ottenuti sulla massa e sulla sezione trasversale (una misura della frequenza con cui le particelle interagiscono) di questi modelli di materia luce oscura. Certo, sarebbe stato fantastico vedere un segnale confermato e finalmente mettere a tacere questo mistero della materia oscura, ma nuove conoscenze in qualsiasi direzione sono sempre benvenute e sempre utili. + Esplora ulteriormente
