29 marzo 2018

Una serie di osservazioni con telescopi spaziali e a terra ha scoperto una galassia in cui la materia oscura sembra essere assente o quasi. Se venisse confermata l’esistenza di altre galassie di questo tipo, si aprirebbero nuovi scenari per l’astronomia e per le teorie cosmologiche(red)
NGC1052–DF2 è una galassia a spirale come ce ne sono tante, lontana da noi circa 65 milioni di anni luce. Se non fosse per una caratteristica che la distingue da tutte le altre: sembra essere priva di materia oscura. Ne danno l’annuncio su “Nature” Pieter van Dokkum della Yale University e colleghi di una collaborazione internazionale.

Con il termine materia oscura viene indicata tutta la materia dell’universo che non è visibile perché non emette e non riflette la radiazione elettromagnetica, ma fa sentire i suoi effetti gravitazionali. La sua presenza è stata ipotizzata per rendere conto della rotazione delle galassie. Secondo la teoria universale della gravitazione, i moti rotazionali dei corpi celesti dipendono dalla loro massa. E se si considera solo la materia ordinaria, rilevabile con gli osservatori astronomici, la maggior parte delle galassie non potrebbe esistere

Ma c’è di più. La materia oscura non solo deve esserci, qualunque sia la sua natura, ma deve essere anche molto sovrabbondante rispetto alla materia ordinaria: il rapporto tra le rispettive masse è di 30 a 1 nelle galassie come la Via Lattea, ma può arrivare anche a 400 a 1 nel caso delle galassie nane.

Nonostante i numerosi modelli teorici che rendono conto di questa sfuggente “massa mancante”, la materia oscura ha eluso tutti i tentativi di essere rilevata direttamente. La ricerca di van Dokkum sembra ora scompaginare il quadro delle conoscenze astrofisiche e cosmologiche. Perché nel caso di NGC1052–DF2 i conti della dinamica rotazionale tornano anche considerando solo la materia visibile.

La scoperta è giunta dopo una serie complessa di osservazioni effettuate prima con lo Sloan Digital Sky Survey e successivamente con il Dragonfly Telescope Array, realizzato dal gruppo dello stesso van Dokkum per andare a caccia di oggetti astronomici molto deboli. La galassia NGC1052–DF2 ha mostrato subito una peculiarità: ha dimensioni simili a quelle della Via Lattea ma ospita lo 0,2 per cento delle stelle ospitate nella nostra galassia.

Nuove osservazioni effettuate con i telescopi a terra Keck e Gemini North, entrambi sulla sommità del vulcano Mauna Kea, alle isole Hawaii, hanno poi permesso ai ricercatori di misurare i moti di dieci ammassi di stelle all’interno della galassia, e di ricavare una stima della massa galattica. Questa stima non si discosta molto dalla massa visibile di stelle, gas e polveri della galassia stessa. In altre parole, la materia oscura è solo un quattordicesimo di quella che ci si aspetterebbe.

“Se c’è materia oscura, allora è pochissima”, ha commentato van Dokkum. “Le stelle della galassia rendono conto di tutta la sua massa, e non sembra esserci spazio per la materia oscura”.

Inoltre, NGC1052–DF2 non sembra avere una nucleo centrale più denso, un elemento che invece è comune per altre galassie dello stesso tipo. Questo dato, unito all’assenza di materia oscura, permette di vedere anche la porzione di universo che sta dietro alla galassia, come mostrato da altre osservazioni del telescopio spaziale Hubble: la galassia è “trasparente”.

Astronomi e astrofisici hanno cercato di interpretare i dati raccolti e di trarre tutte le conseguenze teoriche del caso. La prima, paradossale, è che l’esistenza di NGC1052–DF2 dovrebbe aiutare a escludere le teorie cosmologiche che vorrebbero confutare l’ipotesi della materia oscura modificando a legge di gravitazione universale di Newton. Secondo alcune di queste teorie, a ogni galassia sarebbe da aggiungere una certa quantità di massa, quella che manca per far tornare i conti. Ma NGC1052–DF2 dimostra invece che la legge di Newton è valida nella sua forma originale e che la materia oscura è separata dalle galassie.

Gli astronomi sono già alla ricerca di altre galassie simili a NGC1052–DF2: Hubble ha già individuato 23 candidate. Se venisse confermata la possibile assenza di materia oscura, si potrebbero aprire nuovi scenari sia in campo sperimentale sia in campo teorico.

http://www.lescienze.it/news/2018/03/29/news/galassia_senza_materia_oscura-3922081/