Rivelati per la prima volta i filamenti di materia oscura della rete cosmica

La rivelazione dei filamenti di materia oscura nella Rete Cosmica

Per la prima volta, è stato possibile osservare i filamenti di materia oscura che compongono la Rete Cosmica, grazie a uno studio condotto su un ammasso di galassie che ha ispirato la previsione dell’esistenza della materia oscura. Questi filamenti risultano essere eccezionalmente massicci e sembrano essere composti principalmente da materia oscura.

• La rivelazione dei filamenti di materia oscura nella Rete Cosmica

• La distribuzione della materia oscura nell’ammasso di Coma

• La distribuzione delle galassie e la Rete Cosmica

• La sfida di mappare la materia oscura

• La gravità e la curvatura dell’universo

• La storia dell’ammasso di Coma e la materia oscura

La distribuzione della materia oscura nell’ammasso di Coma

La materia oscura è stata rilevata come concentrata in filamenti all’interno di un ammasso spettacolare di galassie, molto popolare tra gli astronomi amatoriali. Questi filamenti spiegano la posizione occupata dalle galassie all’interno dell’ammasso. La scoperta conferma che, nonostante le sfide che i nostri modelli dell’universo stanno affrontando, continuano a prevedere molti fenomeni in modo accurato.

La distribuzione delle galassie e la Rete Cosmica

Le galassie non sono distribuite casualmente nello spazio, ma tendono a raggrupparsi in piccoli gruppi, come quello di cui fa parte la nostra Via Lattea, e in ammassi molto più grandi. Questi seguono dei modelli e, secondo il modello cosmologico concordato, si trovano nei punti in cui si incontrano vasti filamenti che formano la Rete Cosmica.

La sfida di mappare la materia oscura

Verificare questa teoria ha fornito prove a sostegno quando si tratta della materia barionica ordinaria che compone le stelle. Tuttavia, il modello prevede che questi filamenti siano composti principalmente da materia oscura, la cui presenza è molto più difficile da confermare. Dopotutto, non possiamo vedere la materia oscura – è nel nome – e non sappiamo nemmeno cosa sia. Mappare la sua distribuzione pone ovvie sfide.

Tuttavia, queste sfide non sono insormontabili, come sostiene un team dell’Università Yonsei in Corea del Sud, che afferma di averle superate fino a dimostrare che questi filamenti della Rete Cosmica hanno anche una componente di materia oscura. Piuttosto che dedurre la presenza di materia oscura dalla distribuzione delle fonti di luce, il team ha cercato distorsioni nella luce proveniente da oggetti più distanti, indicando distorsioni nello spaziotempo.

La gravità e la curvatura dell’universo

Questo tipo di piegatura del tessuto dell’universo può essere causato, per quanto ne sappiamo, solo da immense forze gravitazionali. Possiamo vedere questo fenomeno accadere da oggetti massicci che possiamo vedere, e la gravità della materia oscura dovrebbe fare lo stesso.

Il team Yonsei ha puntato il Telescopio Subaru sull’ammasso di Coma, che nonostante sia distante 320 milioni di anni luce, è così luminoso che le sue galassie più brillanti attirano telescopi amatoriali per osservare la costellazione di Coma Berenices. Hanno scoperto che l’ammasso sta influenzando la luce proveniente da fonti più distanti molto più di quanto le galassie al suo interno – anche includendo la loro materia oscura associata – potrebbero giustificare.

Una concentrazione di massa si trova tra le galassie e, se i modelli sono corretti, dovrebbe trovarsi lungo i cosiddetti filamenti intracluster (ICF). Una dichiarazione del Telescopio Subaru descrive gli ICF come le “estremità terminali dei filamenti di materia oscura” che si estendono per milioni di anni luce.

La storia dell’ammasso di Coma e la materia oscura

C’è anche una storia dietro la scelta dell’ammasso di Coma. Nel 1933, Fritz Zwicky riferì che la velocità con cui le galassie nell’ammasso di Coma si muovevano era così grande che sarebbe stata necessaria una quantità sbalorditiva di massa per tenerle insieme. Più massa, mostrò Zwicky, di quella che la componente visibile di queste galassie avrebbe fornito, indicando che doveva esserci qualcos’altro, che alla fine fu chiamato materia oscura. Sebbene l’esistenza della materia oscura fosse stata proposta in precedenza e non fu generalmente accettata fino a decenni più tardi basandosi sui tassi di rotazione galattica, Zwicky è ora considerato un pioniere in questo campo.

Gli autori hanno mappato la distribuzione della massa all’interno dell’ammasso in base a dove le distorsioni nella luce più distante sono più estreme, un processo noto come “lente gravitazionale debole”. Hanno confrontato le posizioni dei picchi nella massa con le previsioni di dove questi filamenti dovrebbero trovarsi.

Quello che gli autori chiamano l’ICF settentrionale corrispondeva bene alle aspettative, anche se il documento che annuncia il risultato nota che quello occidentale è “all’estremità inferiore della distribuzione”.

Gli ICF sono anche molto più densamente impacchettati con massa rispetto ai loro dintorni – rispettivamente 67 e 33 volte la densità di fondo – riferiscono gli autori. Insieme, i risultati indicano che una frazione sostanziale della massa dell’ammasso di Coma è contenuta negli ICF che lo attraversano.

Oltre a fornire ulteriori prove dell’esistenza della materia oscura, qualcosa accettato dalla stragrande maggioranza degli astronomi, il lavoro indica che la nostra comprensione della sua distribuzione è sulla giusta strada.

D’altra parte, poiché questi ICF non sono visibili quando contiamo semplicemente le galassie e misuriamo la loro luminosità, gli autori suggeriscono che le masse degli ammassi vengono probabilmente sottostimate.