Utilizzando i dati raccolti in 18 anni di osservazioni, gli astronomi hanno ottenuto una comprensione tridimensionale più accurata dei movimenti delle stelle all'interno della galassia nana.

La materia oscura è quella componente ipotetica della materia che, diversamente dalla materia ordinaria, non emetterebbe radiazione elettromagnetica ma sarebbe rilevabile attraverso i suoi effetti gravitazionali. È stata proposta negli anni '30 del secolo scorso per giustificare diverse osservazioni astrofisiche, in particolare delle stime della massa delle galassie o degli ammassi di galassie e delle proprietà delle fluttuazioni nel fondo cosmologico. Ma, ad oggi, pur essendo considerata il “collante” invisibile dell'universo, è avvolta nel mistero. Capire come è distribuita all'interno di una galassia offre indizi sulla sua natura e come essa sia rilevante per l'evoluzione della galassia stessa.

Mentre le simulazioni al computer suggeriscono che la materia oscura dovrebbe accumularsi nel centro di una galassia (cuspide di densità), molte osservazioni hanno indicato che è invece dispersa in modo più uniforme in tutta la galassia, lasciando perplessi gli astronomi.

"I nostri modelli tendono ad accordarsi maggiormente con una struttura a cuspide, che si allinea con i modelli cosmologici", ha affermato nel comunicato Eduardo Vitral dello Space Telescope Science Institute (STScI) di Baltimora, autore principale dello studio pubblicato su The Astrophysical Journal. "Anche se non possiamo dire con certezza che tutte le galassie contengano una distribuzione della materia oscura simile a una cuspide, è entusiasmante avere dati così ben misurati che superano qualsiasi cosa abbiamo avuto prima".


I movimenti delle stelle

Per mappare la materia oscura, gli astronomi studiano i movimenti delle stelle all'interno delle galassie, dominati dall’attrazione della materia oscura. La tecnica più comune usa l’effetto Doppler, un cambiamento osservato della lunghezza d’onda della luce se una stella si avvicina o si allontana dalla Terra. Tuttavia, si tratta pur sempre di fonte di informazioni unidimensionale (lungo la linea di vista). Oltre ad avvicinarsi o allontanarsi da noi, le stelle si muovono anche nel cielo, in base al cosiddetto moto proprio, ossia l'effettivo movimento della stella rispetto al centro di massa del Sistema Solare. Quindi, combinando la velocità lungo la linea di vista con i moti stellari propri, il team ha creato un’analisi senza precedenti dei movimenti 3D delle stelle.

Poiché le galassie nane dovrebbero avere una concentrazione maggiore di materia oscura rispetto alle altre galassie, il team si è concentrato sulla galassia nana Draco, che è un satellite relativamente piccolo e sferoidale della Via Lattea.

Il team ha analizzato una serie di dati dal 2004 al 2022, un ampio riferimento che solo Hubble poteva offrire, grazie alla sua visione nitida e stabile e del tempo record di funzionamento.
"Il ricco archivio di dati del telescopio ha contribuito a ridurre il livello di incertezza nella misurazione dei movimenti propri delle stelle", spiega la NASA. "La precisione equivale a misurare uno spostamento annuale leggermente inferiore alla larghezza di una pallina da golf vista sulla Luna dalla Terra".

Le metodologie e i modelli sviluppati per la galassia nana Draco potranno essere applicati in futuro ad altre galassie. Il team sta già analizzando le osservazioni di Hubble della galassia nana dello Scultore e della galassia nana dell'Orsa Minore.