Il metodo del team è riuscito a rivelare la presenza di "grumi" di materia oscura tra le galassie, mostrando come questa misteriosa "entità" sia distribuita su scale più piccole.
La materia oscura è l'ipotetica componente della materia che dovrebbe costituire circa l’85% del nostro universo, di cui abbiamo però solo prove indirette. A differenza della materia ordinaria, non emette radiazione elettromagnetica, né interagisce con la luce visibile. Deve essere composta da un qualche tipo di particella esotica, invece che da classici atomi costituiti da elettroni, protoni e neutroni ma riusciamo a rilevarla attraverso i suoi effetti gravitazionali sulla materia ordinaria.
Ora, le fluttuazioni nella materia oscura osservate, identificate tra un quasar distante e una galassia, tra il quasar e la Terra, potrebbero aiutare a limitare le proprietà di questa componente misteriosa.
La ricerca è stata pubblicata su The Astrophysical Journal.
Materia oscura fredda
Per comprendere meglio la distribuzione della materia oscura attorno a una galassia distante e massiccia e trovare ammassi di materia oscura nello spazio intergalattico, un team di astronomi giapponesi, guidato da Kalki Taro Inoue della Kindai University, ha utilizzato l'ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Le osservazioni si sono concentrate sulla luce proveniente da un quasar chiamato MG J0414+0534, situato a 11 miliardi di anni luce dalla Terra, attraverso una lente gravitazionale.
Un quasar ( QUASi-stellAR radio source, cioè "radiosorgente quasi stellare") è un nucleo galattico attivo estremamente luminoso. Invece, la lente gravitazionale è un fenomeno previsto dalla teoria della relatività generale, creato dalla distribuzione della materia di un oggetto massiccio, come una galassia o un buco nero, in grado di curvare la traiettoria della luce in transito in modo analogo a una lente ottica. Gli astronomi usano questo effetto per osservare oggetti ancora più distanti. In pratica, quando un oggetto di grande massa si frappone tra la Terra e una fonte di luce distante come un'altra galassia, una stella o, in questo caso, un quasar, la sua luce, che normalmente viaggia verso di noi in linea retta, viene curvata. Le masse più vicine al nostro pianeta causano deflessioni più estreme. Ciò significa che la luce proveniente da una singola sorgente può seguire percorsi diversi attorno a un oggetto massiccio e può quindi arrivare al telescopio in momenti diversi. Lo stesso oggetto distante, quindi, può apparire in più punti dell'immagine, più o meno amplificato.
Questo effetto, però, non serve solo per vedere meglio gli oggetti più distanti ma può anche essere utilizzato per indagare alcune proprietà dell'oggetto che crea la lente. In questo caso, Inoue e il team lo hanno utilizzato per mappare la distribuzione della materia oscura nella galassia in primo piano, analizzando la luce quadruplicata del quasar distante MG J0414+0534. Ciò ha permesso ai ricercatori di catturare le caratteristiche della galassia a una risoluzione molto elevata e di mappare la sua materia oscura fino a una scala di 30.000 anni luce. Ma non solo.
Il diagramma mostra la luce proveniente dal quasar sottoposta a una lente gravitazionale, che rivela la distribuzione della materia oscura.
Crediti: NAOJ, K. T. Inoue
Con l'alta risoluzione di ALMA, gli astronomi sono stati in grado di mappare la distribuzione degli ammassi di materia oscura che si trovano tra le galassie e lungo la linea di vista fino al quasar distante 11 miliardi di anni luce. I risultati forniti dal team aiutano a confermare il cosiddetto modello Cold Dark Matter (CDM) della “materia oscura fredda”, che suggerisce che la materia oscura è costituita da particelle che si muovono lentamente in confronto alla velocità della luce. Il modello CDM prevede, infatti, che gli ammassi di materia oscura dovrebbero esistere sia all’interno che all’esterno delle galassie, distribuiti nello spazio intergalattico.
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