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La Dark Energy Survey apre una finestra sulla materia oscura In evidenza

Mappa della distribuzione della materia oscura basate su misure di gravità di 26 milioni di galassie. La mappa copre circa 1/30 di tutto il cielo e si estende per diversi miliardi di anni luce. Le regioni rosse hanno una densità di materia oscura maggiore rispetto alle regioni azzurre
Mappa della distribuzione della materia oscura basate su misure di gravità di 26 milioni di galassie. La mappa copre circa 1/30 di tutto il cielo e si estende per diversi miliardi di anni luce. Le regioni rosse hanno una densità di materia oscura maggiore rispetto alle regioni azzurre Crediti: Chihway Chang / Kavli Istituto di Fisica Cosmologica presso l'Università di Chicago / DES Collaboration

Una collaborazione internazionale sta aiutando a capire di cosa è fatto il nostro universo e come la sua composizione è cambiata nel tempo, in vista delle missioni Euclid e WFIRST.

 Gli scienziati hanno nuove informazioni sulle domande fondamentali della Cosmologia, grazie ad una collaborazione internazionale di più di 400 scienziati chiamata Dark Energy Survey (DES). Questi progressi sono fondamentali anche per la preparazione di due missioni spaziali imminenti, che sonderanno ancora più a fondo la natura dell'universo: la missione Euclid dell'ESA (con una significativa partecipazione alla NASA) e la missione WFIRST (telescopio infrarosso a larga scala della NASA), da lanciare nel 2020.

 In una presentazione tenutasi una settimana fa negli USA, gli scienziati del DES hanno svelato la mappa più accurata (immagine di apertura) dell'attuale struttura su larga scala della materia in un'ampia porzione di universo. Queste misure sull'abbondanza e sulla distribuzione (clumpiness) della materia oscura hanno una precisione tale da rivaleggiare, per la prima volta, con quelle sull'universo primordiale da parte del satellite europeo Planck. Il nuovo risultato di DES si avvicina effettivamente alle "previsioni evolutive" basate sulle misure di Planck, consentendo agli scienziati di comprendere meglio la modalità in cui l'universo si è evoluto in quasi 14 miliardi di anni. Come racconta Scott Dodelson di Fermilab: "Per la prima volta siamo in grado di vedere la struttura attuale dell'universo con la stessa chiarezza con cui possiamo vedere la sua infanzia e capiamo gli sviluppi da uno all'altro, confermando molte previsioni lungo in cammino".

 Per fare misure così precise, la squadra DES ha sviluppato nuovi metodi per individuare le minuscole distorsioni nelle immagini galattiche, dovute alla deviazione relativistica della luce in prossimità di grandi masse. La nuova mappa prodotta è 10 volte più ampia di quella rilasciata da DES nel 2015 e alla fine sarà tre volte più grande di quella attuale. "È un enorme lavoro di squadra e il culmine di anni di lavoro focalizzato", ha affermato Erin Sheldon, un fisico del Brookhaven National Laboratory DOE, che ha sviluppato il nuovo metodo per individuare le distorsioni di "lensing" gravitazionale.

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Immagine della galassia NGC1398 ripresa con la "Dark Energy Camera". Situata nell'ammasso della Fornace, dista da circa 65 milioni di ann luce ed è leggermente più grande della Via Lattea.- Credit: Dark Energy Survey - Processing: M. Di Lorenzo

 "I risultati di Planck sono vincolanti per la cosmologia: è veramente incredibile avere un modello che descrive l'universo all'età di 400000 anni e, ora, una misurazione analoga dell'universo invecchiato di 13 miliardi di anni, che concorda con il modello", ha detto Tim Eifler (JPL) che ha guidato la squadra di analisi dell'energia scura di Dark Energy e ha sviluppato il software per l'interpretazione dei risultati.
 Gli scienziati ritengono che circa il 70 per cento dell'universo sia costituito da energia oscura e il 25% dalla misteriosa materia oscura, con la materia normale che costituisce poco meno del 5%. DES ha confermato queste cifre e, finora, non ha trovato alcuna prova che la quantità di energia oscura sia cambiata nel tempo - una constatazione coerente con l'idea di Albert Einstein di una "costante cosmologica".

 "Questo è un punto nodale, in cui le misurazioni e le indagini sul clustering delle lenti gravitazionali e delle galassie saranno l'indicatore primario di ciò che sappiamo sull'energia oscura dell'universo", ha dichiarato Eric Huff, ricercatore JPL.

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Lunga esposizione sul Cerro Tololo Inter-American Observatory in Cile. - Foto: Reidar Hahn/Fermilab

 I risultati provengono dal set di dati del primo anno di Dark Energy Survey, che utilizza una fotocamera da 570 megapixel montata sul telescopio Blanco da 4 metri presso l'Osservatorio Interamericano Cerro Tololo dell'Osservatorio di Astronomia Ottica in Cile. I suoi dati vengono elaborati presso il Centro Nazionale per applicazioni di supercomputer all'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign. 

 La collaborazione di DES pubblicherà un set di dati cinque volte più grande nei prossimi due anni. "C'è una sensazione di vera scoperta nella collaborazione. Per la prima volta, abbiamo in mano i dati e gli strumenti per vedere se la costante cosmologica di Einstein prevale. Siamo tutti eccitati nell'esplorare la natura fisica dell'energia oscura", ha detto Eifler "In particolare vogliamo vedere se ci sono indizi nei dati che suggeriscono una modifica alle leggi della gravità sulle scale più grandi dell'universo".

 

Fonti:
https://www.nasa.gov/feature/jpl/new-clues-to-universes-structure-revealed
http://news.fnal.gov/2017/08/dark-energy-survey-reveals-accurate-measurement-dark-matter-structure-universe/

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Marco Di Lorenzo (DILO)

Sono laureato in Fisica e insegno questa materia nelle scuole superiori; in passato ho lavorato nel campo dei semiconduttori e dei sensori d'immagine. Appassionato di astronautica e astronomia fin da ragazzo, ho continuato a coltivare queste passioni sul web, elaborando e pubblicando numerose immagini insieme al collega Ken Kremer. E naturalmente amo la fantascienza e la fotografia!

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