Gli astronomi hanno recentemente fatto un'importante scoperta osservando una spettacolare collisione tra due ammassi di galassie. Ciò ha rivelato la presenza di materia oscura, una sostanza invisibile che costituisce gran parte dell’universo. Attraverso questa osservazione, otteniamo preziose informazioni su come questa misteriosa sostanza interagisce con la materia ordinaria per comprendere ulteriormente il suo ruolo nella struttura del nostro cosmo.
Comprendere la materia oscura
La materia oscura è una forma di materia che, a differenza della materia normale, non emette né riflette la luce. Ciò lo rende invisibile ai nostri tradizionali strumenti di rilevamento. Tuttavia la sua presenza è nota grazie alla sua effetto gravitazionale su oggetti visibili come stelle e galassie. Gli scienziati hanno infatti scoperto che la materia oscura esercita una forza gravitazionale sufficiente a influenzare il modo in cui le galassie si formano e si comportano. Senza di essa, le galassie si disperderebbero e non formerebbero le grandi strutture che osserviamo oggi.
Secondo le stime, ora sappiamo anche che la materia oscura costituisce approssimativamente L'85% della materia totale nell'Universo e il 27% della sua massa-energia totale. Tuttavia, la natura di questa misteriosa forma di materia rimane sfuggente. Quindi vale la pena fare ogni osservazione per cercare di capirlo.
Una spettacolare collisione galattica
Gli astronomi hanno osservato una collisione tra due ammassi di galassie, chiamati MAC J0018.5+1626. Questi cluster si trovano approssimativamente cinque miliardi di anni luce della Terra. Per metterlo in prospettiva, ciò significa che la luce proveniente da questi ammassi ha viaggiato per cinque miliardi di anni prima di raggiungerci.
Per studiare questo evento, gli scienziati hanno utilizzato una varietà di telescopi e osservatori. Tra questi ci sono i telescopi spaziali Hubble e Chandra della NASA, così come altri strumenti come l'Osservatorio submillimetrico Caltech, l'Osservatorio WM Keck e l'Osservatorio Planck. Questi strumenti hanno fornito dati cruciali acquisendo immagini e misurando le emissioni di luce e gas.
I dati sono stati raccolti nel corso di diversi anni e hanno richiesto un’analisi complessa. Gli astronomi hanno esaminato i cambiamenti nella luce delle stelle e il comportamento del gas caldo per determinare come la materia oscura si muove e interagisce durante tali collisioni. Hanno utilizzato fenomeni come l’effetto Sunyaev-Zel’dovich (SZ), che misura gli spostamenti della luce cosmica causati dal gas caldo in movimento, per valutare la velocità e la direzione del movimento di diversi tipi di materia.
Comportamento sorprendente
I ricercatori hanno osservato che, nonostante la violenza della collisione tra gli ammassi di galassie, le singole galassie sono rimaste relativamente intatte. Questo fenomeno può essere spiegato dalla vastità dello spazio tra le galassie, che è sufficientemente grande da impedire che esse entrino in collisione diretta, anche durante tali collisioni cosmiche. Al contrario, i detriti generati dalla collisione, come gas caldo e materia normale, sono stati pesantemente distrutti dall’impatto. Il gas, riscaldato a temperature estreme, fu espulso e disperso, e le normali strutture della materia furono distorte dalla forza della collisione.
Ciò che rende questa osservazione particolarmente affascinante è il comportamento della materia oscura durante l’evento. A differenza della materia normale, la materia oscura sembra davvero essendo passato attraverso i detriti della collisione quasi indenne. Questa invisibilità in una situazione di collisione è analoga a quella di un fantasma che passa attraverso oggetti fisici senza interagire con essi. Questo fenomeno è cruciale, perché dimostra che la materia oscura non interagisce con la materia normale allo stesso modo. Sembra davvero non soggetto alle forze di attrito e pressione che colpiscono le particelle convenzionaliche gli permette di muoversi indipendentemente dai disturbi causati dalla collisione.
Questa scoperta apre nuove prospettive per lo studio di questa sostanza. Comprendendo meglio come si comporta in situazioni estreme, gli scienziati sperano di riuscire a rivelare di più sulle sue proprietà misteriose. Questa conoscenza potrebbe anche aiutarci a capire come si sono formate e evolute le grandi strutture dell’Universo, come le galassie e gli ammassi di galassie.
I ricercatori sperano che questa collisione cosmica unica possa offrire anche indizi sulla natura della materia oscura stessa. Analizzando in dettaglio come si comporta diversamente dalla materia normale durante eventi così violenti, gli scienziati possono affinare i loro modelli e simulazioni dell'universo. Ciò potrebbe eventualmente portare alla scoperta di nuove particelle o forze che spiegherebbero meglio questa materia invisibile. In definitiva, questa svolta potrebbe rivoluzionare la nostra comprensione dell’universo e rispondere ad alcune delle domande fondamentali della cosmologia moderna.
Lo studio è pubblicato su The Astrophysical Journal.
