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martedì 10 febbraio 2015

L'Universo Oscuro



 la mappa delle stelle e nubi di gas usate per individuare la materia oscura nella Via Lattea (sullo sfondo). I colori dipendono dal moto relativo rispetto al Sole, e l'alone blu illustra la distribuzione di materia oscura derivata in questo nuovo studio (Credits: APOD/Serge Brunier).



La materia oscura si annida anche nella Via Lattea, la Galassia in cui viviamo, anche se è molto difficile capire con precisione quanta ce ne sia e dove si trovi. 

Un nuovo studio fa luce, è proprio il caso di dirlo, sul "lato oscuro" della nostra Galassia. Tre ricercatori, di cui due italiani, hanno studiato la velocità delle stelle e nubi di gas nelle regioni interne della Galassia, usandole per misurare il contenuto di materia oscura nel nostro "vicinato" galattico. Lo studio, pubblicato su Nature Physics, è un passo fondamentale per capire meglio la struttura e l'evoluzione della Via Lattea, e apre nuove strade per le ricerche sulla natura della Materia Oscura.


A differenza della materia di cui siamo fatti tutti noi, detta materia barionica, la materia oscura non emette luce ed è quindi impossibile da vedere direttamente. Per determinare la sua presenza ci si affida allo studio delle perturbazioni gravitazionali esercitate sugli altri corpi, e da queste misure emerge uno scenario decisamente curioso. Tutte le stelle, le nebulose e le galassie visibili sono una frazione minoritaria del bilancio cosmico: la materia oscura costituisce circa l'85% della materia dell'Universo, Via Lattea compresa. "I nostri risultati confermano per la prima volta, in maniera estremamente precisa e senza ombra di dubbio, la presenza della materia oscura nella 'regione interna' della Galassia, ovvero fra noi e il centro della Galassia", ha raccontato a Repubblica.it Fabio Iocco, primo autore dello studio. 

Iocco, che lavora all'ICTP-South American Institute for Fundamental Research di Sao Paulo in Brasile, ha deciso infatti di capire meglio il "lato oscuro" della nostra Galassia, "Sappiamo, grazie a osservazioni già esistenti, che la maggior parte della Galassia è fatta di materia oscura, ma prima d'ora non si era mai riusciti a guardare così in dettaglio, in una regione così piccola. Dalla teoria ci aspettiamo che ci sia materia oscura in questa regione, anche se meno della materia visibile. Noi siamo riusciti a raggiungere un livello di precisione tale da risolvere questa componente più piccola".


Come si fa a "vedere" l'invisibile? Se prendiamo come esempio il Sistema Solare, la velocità orbitale di un pianeta dipende dalla massa del Sole e dalla distanza che lo separa dal pianeta. Per questo motivo i pianeti più lontani, come Nettuno o Urano orbitano più lentamente rispetto a quelli più vicini, come ad esempio la Terra. Un discorso analogo vale per l'intera Galassia: misurando quindi le velocità delle stelle e delle nubi a varie distanze dal nucleo galattico è possibile stimare la quantità di materia, oscura e non, nelle regioni interne della Via Lattea. In un certo senso, in questo modo è possibile "pesare" la Via Lattea, ed è proprio questo il metodo seguito da Iocco e colleghi. I ricercatori hanno raccolto quasi 2800 misure di velocità di nubi di gas e di stelle e ne hanno studiato l'andamento in funzione della distanza dal centro galattico, costruendo quelle che sono chiamate in gergo "curve di rotazione".

Queste misure sono state poi confrontate con quelle previste dai modelli basati sulla distribuzione della materia ordinaria visibile nella Galassia. La differenza fra queste previsioni e i dati osservativi è stata quindi usata per calcolare il contributo di materia oscura nella Via Lattea. "Per la prima volta siamo in grado di dimostrare direttamente l'esistenza di grandi quantità di materia oscura nel cuore della Galassia in cui viviamo, dove si trovano la Terra e tutto il Sistema Solare", sottolinea Gianfranco Bertone dell'Università di Amsterdam, coautore dello studio. "la misteriosa materia oscura che osserviamo nelle grandi strutture dell'universo è presente anche intorno a noi".

Restano molti enigmi da risolvere, ad esempio capire come essa sia distribuita nella Galassia. "I nostri risultati aprono una nuova strada per misurare la quantità di materia oscura nella nostra galassia con una precisione mai raggiunta", aggiunge Miguel Pato dell'Università di Stoccolma, che ha preso parte allo studio. "Questo sarà cruciale per i diversi esperimenti sparsi per il mondo che sono alla ricerca delle particelle di materia oscura". La natura stessa della materia oscura è ancora un mistero, e per scoprire di quali particelle sia fatta, gli scienziati hanno avviato molti esperimenti scientifici che operano a terra e nello spazio. Là fuori, nella Galassia, c'è ancora tanto da scoprire.



La Via Lattea ha un cuore di tenebra. Svelato il lato oscuro della nostra Galassia MASSIMILIANO RAZZANO 09 febbraio 2015

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