Le singole galassie degli ammassi in collisione sono uscite indenni da questo impatto cosmico grazie all’ampio spazio tra di loro, ma il contenuto di materia oscura di queste galassie è stato ancora meno turbato dall’incidente. Per visualizzare questa collisione, Emily Silich, astrofisica al California Institute of Technology (Caltech) e autrice principale dello studio, ha suggerito di immaginare due camion della spazzatura pieni di sabbia che si scontrano.
La materia oscura è paragonata alla sabbia e “volava avanti”, ha spiegato Silich. Gli scienziati hanno rilevato la materia oscura che superava la materia normale in collisioni simili in passato, ma questa nuova ricerca, che ha utilizzato dati raccolti dai telescopi spaziali Hubble e Chandra della NASA, rappresenta la prima volta che i ricercatori sono stati in grado di studiare direttamente il “disaccoppiamento” della velocità tra materia oscura e materia “normale”.
Silich e i suoi colleghi hanno utilizzato una vasta gamma di telescopi per osservare la collisione di MACS J0018.5+1626. Oltre ai dati di Hubble e Chandra, sono stati raccolti dati dall’Osservatorio Submillimetrico Caltech (fino a poco tempo fa situato a Maunakea, Hawai‘i), dall’Osservatorio Keck, dall’Osservatorio Planck, dall’Esperimento Telescopico Submillimetrico di Atacama e dall’ormai ritirato Osservatorio Spaziale Herschel.
I dati non provengono solo da una vasta gamma di strumenti; sono stati anche raccolti nel corso di decenni, con l’analisi dei dati stessi che ha richiesto anni. Il problema della materia oscura si basa sul fatto che essa è frustrantemente “antisociale” quando si tratta di interagire con la luce, rendendola quasi invisibile, e con la materia ordinaria.
Questa mancanza di interazione fa pensare agli scienziati che la materia oscura non possa essere composta da elettroni, protoni e neutroni, le particelle barioniche che costituiscono gli atomi che formano stelle, pianeti, lune e tutto il resto che vediamo intorno a noi. Questo perché questi barioni interagiscono tra loro e con la luce.
La materia oscura interagisce tuttavia con la gravità, e questa influenza può impattare la materia barionica e la luce in modi che possiamo rilevare. È così che gli scienziati sanno che le galassie sono avvolte in vasti aloni di materia oscura, la cui influenza gravitazionale impedisce loro di disgregarsi. È anche così che hanno determinato che, nonostante la sua apparente natura insostanziale, la materia oscura costituisce l’85% della materia con massa nell’universo.
Il team ha poi utilizzato l’Osservatorio Keck per misurare la velocità della concentrazione di massa delle galassie negli ammassi. Poiché la maggior parte di questa massa è rappresentata dalla materia oscura, essa e le galassie nel loro insieme si comportano in modo simile durante la collisione. Ciò ha rivelato ai ricercatori, per procura, la velocità a cui si muove la materia oscura.
Questo ha anche dimostrato qualcosa di strano al team su MACS J0018.5+1626: la materia oscura e la materia ordinaria sembrano muoversi in direzioni opposte.