19:05 24 Maggio 2019
In the continued pursuits to understand dark matter, researchers think they may be one step closer to figuring out how it functions in the universe - interacting with something other than gravity.

Trovate tracce della terza materia mancante dell'Universo

© flickr.com/ NASA Goddard Space Flight Center
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Per decine di anni gli astronomi hanno cercato una cosa che si pensava fosse difficile da osservare, ovvero la materia barionica, che compone un terzo della materia "comune" e non oscura dell'Universo. I dati raccolti dall'osservatorio orbitale a raggi X Chandra hanno contribuito alla scoperta dei barioni mancanti.

Alcune ricerche indipendenti e autoritarie avevano già calcolato la composizione della materia barionica (idrogeno, elio e altre sostanze), nata subito dopo il Big Bang. Tra i primi 5 minuti e il primo miliardo di anni dopo il Big Bang la maggior parte della materia barionica si è trasformata in polvere cosmica, gas e corpi celesti. Il busillis è che, se poniamo tutta la massa di questa materia nell'Universo contemporaneo, ne manca circa un terzo.

Secondo un'ipotesi, questo terzo mancante di barioni va cercato in filamenti di gas caldo (più o meno a 100.000 gradi Kelvin) o nel cosiddetto Mezzo intergalattico tiepido-caldo (WHIM). I barioni sono invisibili ai telescopi ottici, ma il gas caldo si può osservare nello spettro UV.

"Trovando questa massa mancante, potremo risolvere uno dei maggiori rompicapi dell'astrofisica", sostiene Orsolya Kovacs, una delle partecipanti al progetto. "Dov'è che l'Universo è riuscito a nascondere così tanta di quella materia che compone le stelle, i pianeti e noi stessi?"

Impiegando una nuova tecnologia, gli scienziati dell'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics sono riusciti a trovare nuove convincenti prove sulla componente calda del WHIM.

La scoperta è stata fatta durante le osservazioni con il telescopio Chandra sui filamenti di gas caldo che si trovano lungo il percorso verso un quasar. Si tratta di una sorgente luminosa di raggi X posizionata a 3,5 miliardi di anni luce dalla Terra. Gli astronomi hanno supposto che vi fosse anche il gas più caldo di cui è composto il WHIM. Questo è stato in grado di assorbire parte dei raggi X del quasar.

Armi chimiche
© Sputnik . Pavel Lisitsin
Il problema è che il segnale di assorbimento del WHIM è piuttosto debole rispetto al volume totale dei raggi X del quasar ed è difficile da distinguere da fluttuazioni casuali. Per questo, la squadra di Kovacs ha concentrato la propria attenzione solamente su determinate parti dello spettro e ha tentato di ridurre i risultati non veritieri. Per questo, hanno dapprima identificato le galassie in prossimità del quasar e disposte una distanza dalla Terra uguale a quella delle regioni di gas caldo scoperte. Questo metodo ha dato i suoi frutti: sono stati trovati 17 possibili filamenti tra il quasar e noi.

Poiché l'Universo è in espansione qualsiasi assorbimento di raggi X da parte della materia contenuta in questi filamenti si rifletterà in uno spostamento verso lo spettro rosso delle onde. Il volume di spostamenti dipende dalla distanza dai filamenti: dunque, gli scienziati sono riusciti a capire dove cercare l'assorbimento del WHIM.

"Il nostro metodo è simile al principio di ricerca di una specie di animali nelle pianure africane", spiega il co-autore dello studio Akos Bogdan. "Sappiamo che gli animali devono bere, dunque ha senso cercarli dapprima vicino ai bacini d'acqua".

Grazie a determinati calcoli gli scienziati sono giunti alla conclusione di aver trovato tutta la materia mancante che si nascondeva nel WHIM. In futuro gli astronomi intendono applicare il metodo da loro elaborato ad altri quasar. Questo confermerà se l'antico mistero è stato davvero svelato.

A conclusioni simili è giunto un anno fa un altro gruppo di astrofisici. Con l'ausilio del telescopio Hubble, diretto su un quasar, hanno calcolato la densità del segnale di ossigeno ionizzato. Secondo loro anche questa potrebbe essere la materia barionica mancante.    

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Ricerca scientifica, Astronomia, Spazio, Big Bang, USA
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