Gli astronomi scoprono una strana galassia senza materia oscura

Tre anni fa, Filippo Fraternali ei suoi colleghi hanno scoperto una mezza dozzina di galassie misteriosamente sparse, che sembravano città tentacolari di stelle e gas. Ma a differenza di quasi tutte le altre galassie, inclusa la nostra Via Lattea, non sembra essere intrappolata in enormi ammassi di materia oscura, che normalmente combina queste capitali stellari con la loro gravità. Gli scienziati ne hanno scelto uno per ingrandire, una galassia di modeste dimensioni a circa 250.000 anni luce di distanza, e hanno puntato su di essa 27 antenne del radiotelescopio del Very Large Array nel New Mexico.

Dopo aver raccolto 40 ore di dati, hanno mappato stelle e gas e hanno confermato ciò che suggerivano le prime istantanee: «Il contenuto di materia oscura che deduciamo in questa galassia è molto più piccolo di quanto ti aspetteresti», Fraternali, astronomo del Kapteyn Astronomical Institute presso l’Università di Groningen nei Paesi Bassi. Se il team o i loro concorrenti trovano altre galassie simili, potrebbe rappresentare una sfida per gli scienziati. In vista di buio Tema, la prospettiva dominante in questo campo da almeno 20 anni. Fraternali e la sua squadra pubblicare i loro risultati a dicembre a Avvisi mensili della Royal Astronomical Society.

Sulla base di decenni di osservazioni al telescopio e simulazioni al computer, gli scienziati sono arrivati ​​a pensare alla materia oscura come allo scheletro nascosto dell’universo. Le sue «articolazioni» sono enormi ammassi di particelle invisibili che ospitano galassie grandi e piccole. Ma Fraternali non è il primo a suggerire un’eccezione a questa regola. Alcuni anni fa, Peter van Dokkum, astronomo della Yale University, e i suoi colleghi Scoprire Galassie simili con Telescopio Hubble Sembra anche che manchi di materia oscura. «Queste galassie che abbiamo trovato nel 2018 hanno generato molte polemiche, discussioni e lavoro di follow-up perché erano inaspettate e difficili da spiegare», afferma van Dokkum.

Quelle altre galassie vivevano in un ambiente affollato, dove spesso volano le galassie vicine più grandi, forse attirando con loro la materia oscura. Al contrario, la Galassia Fraternali è completamente isolata e non ha vicini fastidiosi, quindi la scarsità di materia oscura non può essere spiegata in questo modo. «Possono essere molto importanti», afferma van Dokkum. In che modo le stelle e il gas in quella posizione si riuniscono senza l’aiuto della materia oscura?

Questi strani oggetti sono stati chiamati «galassie a super diffusione». Sono valori molto estremi: in termini di massa sono molto piccoli, ma sono sparsi su grandi distanze. Alcuni hanno le dimensioni della Via Lattea, ma con un centinaio o meno di stelle. Sono così vicini al trasparente che è difficile spiarli nel cielo notturno. «È più debole nel mezzo, quindi è più difficile da rilevare. Grazie a telescopi migliori e osservazioni più profonde, sta diventando sempre più popolare», afferma Miria Montes, un’astronoma dello Space Telescope Science Institute di Baltimora ed esperta di tali galassie.

A partire dagli anni ’60, l’astronomo americano Vera Rubin e altri hanno rivelato per la prima volta la possibilità della materia invisibile o «oscura» misurando la velocità con cui le stelle nelle galassie ruotano attorno al centro, dimostrando che le stelle interne ruotano a velocità diverse rispetto a quelle esterne. Basandosi sulla rotazione di quelle stelle, gli scienziati hanno calcolato quanta massa avrebbe dovuto avere la galassia per mantenerla costantemente in rotazione, invece di essere sbattuta nello spazio. Per molte galassie, quella massa era parecchie volte maggiore della massa di tutte le stelle messe insieme. Gli scienziati hanno risolto il problema deducendo l’esistenza di un qualche tipo di materia oscura, che non emette né riflette luce, e che dovrebbe costituire il resto della massa che tiene unita la galassia.