Materia oscura in ritardo

Per capire bene cosa è stato trovato in questo recente articolo scientifico pubblicato sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) bisogna fare un piccolo riassunto.

Il nostro modello di universo prevede l’esistenza di materia barionica (quella di cui siamo fatti noi, le stelle e le galassie) in una percentuale pari al 5%, materia oscura (che non vediamo perché non emette luce, cioè interagisce solo gravitazionalmente) al 27% e di energia oscura (non chiedete nulla perché non sappiamo nulla se non che fa accelerare l’espansione dell’universo!) con un cospicuo 68%. A tutto questo si aggiunge anche una misera frazione di roba sotto forma di radiazione.

Inoltre dobbiamo immaginarci la situazione all’inizio della storia dell’universo pieno di materia oscura e poi barioni (cioè la materia barionica) e radiazione che andavano a braccetto in giro per l’universo, interagendo tra loro. Ad un certo punto l’universo espandendosi è diventato abbastanza freddo da far sì che la materia oscura cominciasse a collassare, sotto l’effetto della gravità, formando strutture che chiamiamo aloni (non ho deciso io questo nome, non incolpatemi) mentre barioni e fotoni continuavano a darsi schiaffi, calci e pugni tramite le loro interazioni.
Ma l’universo continuava ad espandersi, ad espandersi, ad espandersi e ancora ad espandersi.
Espandi che ti espandi ad un certo punto i fotoni hanno la possibilità di fare un sacco di strada nell’universo prima di incontrare, nella fattispecie, un elettrone. Per la cronaca non sono barioni; questi ultimi sono i protoni. Tuttavia gli elettroni e i protoni si trovavano in uno stato di plasma a quell’epoca prima di unirsi (come fanno le grandi band rock dopo decenni) a formare atomi di idrogeno.
Comunque, il punto è i fotoni se ne vanno a spasso in quella che tuttora osserviamo essere la radiazione cosmica di fondo. E i barioni? Finite le botte da orbi con i fotoni, cadono perversamente tra le braccia degli aloni di materia oscura e al centro, dove la gravità è più forte, formano le bellissime galassie che vediamo.

Come facciamo a sapere che c’è materia oscura? Eh però…ma allora voi non siete abituali lettori di Quantizzando! Va bene, tranquilli, siete perdonati e vi lascio sparsi un paio di link qui di seguito in cui potete farvi un’idea delle osservazioni a supporto della presenza di materia oscura nell’universo, cliccate su qualunque dei seguenti link: link1, link2, link3, link4, link5, link6.

Quindi, ricapitoliamo in una frase: le galassie si formano al centro di aloni di materia oscura.


Perciò, se osservo una galassia e poi (in qualche modo) osservo la distribuzione di materia oscura attorno alla galassia e mi aspetto, secondo il modello/storiella raccontato prima, che le cose siano ragionevoli.
Ora, gli astrofisici dell’articolo scientifico sopra-menzionato (primo autore: Richard Massey) hanno trovato un ammasso di galassie (Abell 3827) in cui c’è (almeno) una galassia per cui la distribuzione di massa è spostata rispetto a dove si trovano le stelle nell’immagine.

Immagine delle parti centrali di Abell 3827, tratta dall’articolo scientifico in questione.

Come viene riportato sul sito dell’ESO (European Southern Observatory) “La materia oscura è ora a circa 5mila anni luce (50mila milioni di milioni di km) indietro rispetto alla galassia (N1 nell’immagine di sopra [ndA]) – la sonda Voyager della NASA impiegherebbe 90 milioni di anni a coprire questa distanza”.
Ora la domanda è: come mai accade ciò? Perché la materia oscura sembra essere in ritardo?
In effetti, nonostante sembra si tratti di un ritardo (in termini di distanze) enorme, in realtà gli autori della ricerca non possono escludere che ci siano fenomeni fisici (associati al moto delle galassie nell’ammasso) che avvengono nelle zone più interne di Abell 3827 che possono produrre questo ritardo.
Tuttavia, un’altra spiegazione, sicuramente più intrigante è quella dell’interpretazione di questi dati come l’osservazione di un effetto di auto-interazione della materia oscura.
Praticamente, la materia oscura, interagendo con se stessa, potrebbe rimanere in ritardo rispetto alla materia luminosa. Come se una folla si dirigesse verso una certa direzione e poi la maggior parte delle persone iniziasse a litigare e quindi rallentare.

Ovviamente, ancora una volta, è presto per arrivare a conclusioni. Però pian piano si stanno facendo dei passi in avanti anche per capire meglio la materia oscura, qualcosa che non vediamo ma che, in un modo o nell’altro riusciamo a studiare. Proprio in questi casi l’ingegno umano si rivela in tutta la sua efficacia, non credete?

Prossimo passo ora è cominciare a incorporare modelli di materia oscura con auto-interazione in complicate simulazioni numeriche per ottenere predizioni teoriche da confrontare con le osservazioni di dati veri. Aspettiamo e vediamo che succede.

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