Un gruppo internazionale di astronomi ha usato il telescopio spaziale Hubble per ricostruire una mappa veramente notevole. Si tratta della prima mappa tridimensionale che d\u00e0 un\u2019idea della distribuzione su larga scala della cosiddetta “materia oscura”.
La materia oscura \u00e8 una forma di materia che rende conto della massa totale dell\u2019Universo, ma non \u00e8 visibile sotto forma di luce (stelle, nebulose, ammassi, ecc.).<\/p>\n
Questa mappa fornisce la migliore evidenza del fatto che la materia ordinaria, costituita dalle galassie visibili, si accumula presso le zone pi\u00f9 dense di materia oscura. La mappa rivela infatti una rete di filamenti che \u00e8 cresciuta nel tempo e si interseca in strutture massicce proprio laddove noi vediamo gli ammassi di galassie.
L\u2019estensione temporale di questa mappa parte dalla met\u00e0 della vita dell\u2019Universo fino all\u2019inizio (o quasi). E\u2019 evidente la tendenza della materia oscura ad addensarsi come se collassasse per effetto della gravit\u00e0.<\/p>\n
Questa scoperta cruciale porta gli astronomi dalla speculazione all\u2019osservazione diretta dell\u2019influenza della materia oscura nella costruzione dell\u2019Universo. Infatti i lavori precedenti si riferivano solo a simulazioni numeriche dell\u2019evoluzione delle strutture a larga scala. <\/p>\n
Capire come si distribuisce la materia oscura nello spazio ma anche nel tempo \u00e8 fondamentale per capire come si sono aggregate le galassie e come si sono formati gli ammassi di galassie nel corso di miliardi di anni.
Le teorie correnti affermano che l\u2019Universo dopo il Big Bang si trovava in uno stato estremamente omogeneo. In qualche modo l\u2019evoluzione lo ha poi portato ad assumere una struttura a forma di spugna, con filamenti di materia che costeggiano enormi spazi vuoti.<\/p>\n
E\u2019 possibile che lo studio della materia oscura possa … gettare luce anche sulla cosiddetta “energia oscura”, vale a dire quella forma esotica di repulsione gravitazionale che avrebbe influenzato l\u2019espansione dell\u2019Universo.<\/p>\n
I risultati della ricerca sono apparsi oggi sulla prestigiosa rivista “Nature” e sono stati presentati al 209\u00b0 meeting della Societ\u00e0 Astronomica Americana a Seattle. Gli autori della ricerca sono Richard Massey e Nick Scoville, del California Institute of Technology.<\/p>\n
“E\u2019 rassicurante vedere quanto la mappa confermi le teorie correnti circa l\u2019evoluzione delle strutture galattiche”. Afferma Massey. L\u2019astronomo definisce la materia oscura come “l\u2019impalcatura” entro la quale le galassie e poi le stelle si aggregano in capo a miliardi di anni.<\/p>\n
E\u2019 interessante a questo punto vedere come hanno fatto gli astronomi a ricostruire la mappa di qualcosa che … non si vede!
Come si \u00e8 detto, la materia oscura ha la peculiarit\u00e0 di non essere visibile, ma di esercitare comunque un effetto
gravitazionale. Einstein ha mostrato che una concentrazione di massa altera la geometria dello spazio-tempo deformando quindi la luce che proviene da dietro.<\/p>\n
I ricercatori hanno quindi creato la mappa utilizzando la pi\u00f9 ampia survey dell\u2019Universo, realizzata dal telescopio spaziale Hubble: la Cosmic Evolution Survey o “COSMOS”. Questa survey copre un\u2019area di cielo sufficientemente ampia (nove volte l\u2019estensione della Luna) e ci\u00f2 rende evidenti i filamenti visibili su larga scala.
Per aggiungere la terza dimensione le osservazioni di HST sono state integrate con altri dati provenienti da telescopi con base a terra.<\/p>\n
La mappa della materia oscura \u00e8 stata ricostruita misurando la forma di mezzo milione di galassie remote. La loro luce per giungere fino a noi ha dovuto attraversare regioni di materia oscura, che quindi l\u2019ha distorta. Dall\u2019entit\u00e0 della distorsione si \u00e8 potuta misurare la concentrazione di materia oscura. Il metodo \u00e8 detto “lente gravitazionale debole”.
Per usare una analogia, \u00e8 come ricostruire la rugosit\u00e0 del vetro di una doccia misurando come viene distorta l\u2019immagine di sfondo.<\/p>\n
“Anche se questa tecnica \u00e8 gi\u00e0 stata utilizzata precedentemente, la profondit\u00e0 dei dati del progetto COSMOS e la sua superiore risoluzione ci ha messi in grado di ricostruire una mappa dettagliata, abbastanza ampia da contenere le strutture filamentose di larga scala”. Afferma Richard Ellis del California Institute of Technology.<\/p>\n
Un gruppo separato del team COSMOS ha presentato le immagini di strutture galattiche su larga scala della stessa zona di cielo, per confrontarle con la distribuzione di materia oscura.
Le immagini in luce visibili provengono da Hubble e dal telescopio Subaru. Invece il gas caldo dei pi\u00f9 densi ammassi di galassie \u00e8 stato ripreso dal telescopio a raggi X XMM-Newton.<\/p>\n
Le strutture galattiche nell\u2019impalcatura di materia oscura mostrano il processo di assemblaggio di ammassi di galassie. Queste strutture possono essere individuate su oltre 80 milioni di anni-luce nella survey COSMOS. Per dare un\u2019idea, \u00e8 cinque volte l\u2019estensione dell\u2019ammasso di galassie della Vergine. Nelle pi\u00f9 dense strutture dell\u2019Universo neonato queste galassie appaiono gi\u00e0 con una popolazione di stelle vecchie. Questo significa che la formazione delle strutture cosmiche \u00e8 un processo dal basso verso l\u2019alto, dove piccole galassie si fondono per dare vita a galassie pi\u00f9 grandi, pi\u00f9 o meno come tanti rigagnoli si fondono assieme a formare un fiume.<\/p>\n
La survey COSMOS mostra che le galassie in cui sta avvenendo la formazione di nuove stelle sono fortemente correlate con la densit\u00e0 di materia oscura circostante.
“Questo confronto \u00e8 estremamente importante”, afferma Massey. “Quasi tutta l\u2019attuale conoscenza scientifica riguarda solo la materia barionica”, cio\u00e8 quella composta dagli ordinari protoni, neutroni, elettroni e particelle affini.
“Ora che abbiamo scoperto dove si addensa la materia oscura, la prossima sfida \u00e8 determinare di cosa si tratta ed in particolare il suo rapporto con la materia ordinaria”.<\/p>\n
Per realizzare COSMOS il telescopio spaziale ha effettuato ben 575 riprese, parzialmente sovrapposte, usando la camera a grande campo della Advanced Camera for Surveys (ACS). Per completare questo lavoro ci sono volute ben 1000 ore di osservazione!
Invece le migliaia di spettri delle galassie sopno stati ottenuti dal VLT dell\u2019ESO, in Cile e dal telescopio Subaru alle
Hawaii. Le distanze delle galassie sono state determinate per mezzo dei loro redshift. La distribuzione della materia ordinaria \u00e8 stata ottenuta dal telescopio XMM-Newton dell\u2019ESA.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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