Ci sono nuovi aggiornamenti sulla galassia senza materia oscura3 min di lettura

Ci eravamo lasciati qualche settimana fa che sembrava fossimo tutti felici di aver scoperto una galassia senza materia oscura. Invece, come è giusto che sia in fondo, si è scatenato un dibattito tra gli astrofisici molto interessante e che, mi sa, andrà avanti per un po’.

Infatti, come sempre, la scienza fa il suo lavoro e gli astrofisici sono andati a guardare in maniera più dettagliata al lavoro dell’astrofisico van Dokkum e del suo team oltre che ai dati della galassia NGC1052-DF2. Quindi, prima di passare al setaccio altre galassie, mossi dal perenne scetticismo scientifico, altri astrofisici hanno provato a verificare qualora la ricerca di Peter van Dokkum presentasse dei punti di debolezza.

L’11 aprile 2018 sono stati postati due articoli scientifici a riguardo sul sito ArXiv.org. Visto che ne abbiamo parlato su Quantizzando e dato che si tratta di ricerche scaturite proprio a seguito di tale pubblicazione, mi sembra giusto aggiornarvi sugli ultimi sviluppi del dibattito scientifico.

Questi due articoli che vedremo non sono stati ancora pubblicati su giornali scientifici: questo non vuol dire che non siano affidabili, vuole solo dire che non sono ancora andati sotto il completo processo di peer-review.

Un breve ripasso

Quando si scatena il dibattito scientifico, cioè sempre, si guarda innanzitutto al metodo usato. Ripetiamo brevemente il metodo usato nell’analisi di van Dokkum per la galassia NGC1052-DF2 : sono stati presi 10 ammassi globulari di cui si è effettuata una misura della loro velocità. Da questa misura della velocità si è stimata la massa totale della galassia (massa stellare più massa materia oscura) e si è guardato al rapporto con la massa luminosa della galassia (cioè quella data solo dalle stelle). Siccome questi due valori sono risultati dell’ordine dell’unità, allora la conclusione è stata: la materia oscura in questa galassia è trascurabile.

Si possono usare gli ammassi globulari?

L’astrofisico Laporte e il suo team di collaboratori affermano in un loro articolo recente che usare le velocità di un numero così esiguo di ammassi globulari porta a stime sbagliate della massa delle galassie. Per dimostrare questa idea hanno applicato lo stesso approccio usato da van Dokkum alla galassia nana della Fornace, una galassia satellite della Via Lattea.

Quello che Laporte ha trovato è che con lo stesso approccio e con lo stesso numero di ammassi globulari, anche la galassia della Fornace sembra avere materia oscura in quantità trascurabili. Insomma, secondo Laporte e i suoi, gli ammassi globulari non dovrebbero essere la prima cosa che vi viene in mente da usare per stimare la massa di una galassia. E quindi, sempre secondo loro, per la galassia NGC1052-DF2 di van Dokkum bisognerebbe andarci con i piedi di piombo prima di trarre conclusioni sulla quantità di materia oscura presente da quelle parti.

Esistono (e sono citate nell’articolo di Laporte) altre analisi di stima delle masse delle galassie tramite un numero esiguo di ammassi globulari. Per esempio, in questo articolo di Toloba e collaboratori, i risultati sembrano sempre puntare a un valore basso di materia oscura, sebbene si dica che sarebbe necessario un numero maggiore di ammassi globulari per ottenere conclusioni più decise.

È stato usato il giusto metodo statistico?

Ora, la questione per qualcuno è importante dal punto di vista statistico. Con 10 ammassi globulari non è che si possa fare granché. Soprattutto perché con piccoli campioni di dati, gli errori sono molto probabilmente dell’ordine della misura che si vuole effettuare. Martin e il suo team hanno provato a ripetere l’analisi di van Dokkum in questo articolo qua. Un approccio statistico differente tra i due gruppi porta a risultati un po’ diversi. In particolare, secondo l’analisi di Martin, non è escluso che van Dokkum e i suoi abbiano ragione, tuttavia può benissimo darsi che in realtà NGC1052-DF2 sia una galassia non troppo diversa dalle altre che conosciamo. Insomma, Martin et al. sono per un risultato più conservativo.

La differenza tra i due metodi riguarda il modo in cui ci si approccia alla distribuzione di probabilità dei dati degli ammassi globulari. Facciamo un esempio con i voti degli esami universitari. Van Dokkum in pratica usa lo stesso approccio che si potrebbe usare quando stimiamo la media e la dispersione del voto degli esami universitari; per esempio per calcolare la media si sommano tutti i voti e si divide per il numero degli esami. Martin invece assume prima un modello secondo cui si distribuiscono i voti degli esami; da qui, ogni voto ha una sua probabilità di essere ottenuto a un esame; dopo aver fatto ciò si calcola qual è la probabilità che quel modello assunto vada bene per i dati che ho. Insomma, è una questione un po’ tecnica e ci sarà da ragionarci ancora per un po’.

Quando finirà questa storia?

Beh, non è detto che debba finire, almeno non è detto che debba finire presto. Probabilmente questo dibattito andrà avanti per un bel po’ di tempo.

Così è come funziona la scienza: tu dici una cosa che sembra una bomba, io vengo a farti le pulci. E viceversa, ovviamente. Ma non per ripicca, solo perché se un risultato ottenuto da qualcuno non è riproducibile da altri, oppure non è riproducibile in altre occasioni o esperimenti, allora difficilmente è un risultato accettabile a livello scientifico.

Forse l’esempio di questa benedetta galassia senza materia oscura è un po’ estremo da mostrare a livello divulgativo. Tuttavia è davvero necessario parlarne e far vedere come una notizia che sembrava una scoperta molto importante viene messa subito in discussione. Ma non viene messa in discussione sulla base di sentimenti e opinioni personali, bensì analizzando ulteriormente i dati.

Per me tutto ciò è bellissimo: almeno in astrofisica, quasi quasi mi piace di più quando le cose sono contorte. Non è sadismo, secondo me è solo che quando si discute e si sviscerano i dati fino al midollo, allora molto probabilmente siamo sempre più vicini al momento in cui sta per emergere qualcosa di più netto per quanto riguarda la comprensione di come funziona l’universo.

 

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