mercoledì 10 gennaio 2018

Nuove scoperte sui filamenti galattici

Gli ammassi galattici sono le più grandi strutture conosciute dell'universo. Sono uniti tra loro da una rete cosmica di vasti filamenti e nodi, che sembra stranamente simili alla struttura neuronale di un cervello umano. Ma da cosa sono formati questi filamenti? Ecco le nuove scoperte su questo argomento davvero affascinante.


Fino a poco tempo fa si pensava che i filamenti galattici fossero fatti di una miscela di materia oscura e la sua normale controparte ordinaria. Ma questa teoria è frutto di simulazioni computerizzate basate sugli attuali modelli cosmici. In sostanza non c'erano osservazioni realistiche di questi filamenti e non avevamo dati reali sulla loro composizione.

Questo fino a quando un team di cosmologi, con il poco conosciuto telescopio spaziale XMM-Newton dell'ESA, non è riusciti a fare osservazioni sorprendenti.
Il team ha trovato del gas caldo che attraversa i filamenti galattici del lontano ammasso di galassie Abel 2744.
Cosa c'è di sorprendente? I cosmologi stavano cercando la materia oscura ma hanno trovato enormi serbatoi di materia ordinaria!.

Queste osservazioni e questa scoperta aiuteranno a snodare un groviglio ancora oggi molto ostico. E cioè che oggi abbiamo individuato soltanto la metà della materia ordinaria formatasi circa un miliardo di anni dopo il Big Bang.

Ma non è tutto, questa scoperta può anche spiegare come le galassie possono creare stelle in continuazione.
Le galassie infatti producono stelle, e per farlo hanno bisogno di enormi quantità di gas. Finora, tuttavia, i ricercatori hanno trovato solo "piccole" quantità di questo nuovo gas.
"Piccole", ovviamente in proporzioni astronomiche: meno di quello che sarebbe necessario.

Questo apparente deficit di gas significa che le galassie dovrebbero smettere di generare nuove stelle di prima generazione nei prossimi due miliardi di anni.
Dopo di ché potrebbero ancora nascere stelle più pesanti, di seconda generazione, riciclando il materiale generato dalla morte delle stelle di prima generazione. Ma questi sarebbero i primi passi verso lo spegnimento e la morte delle galassie. Tutto ciò tra poco più di due miliardi di anni.
In questo articolo trovi esempi di stelle di prima e di seconda generazione: Westerlund 1, Le stelle più massicce della galassia sono qui!
Ma dopo le scoperta di queste enormi quantità di gas intergalattico le cose potrebbero cambiare. I cosmologi ora stanno setacciando le nuove abbondanti riserve di gas presenti nei filamenti cosmici per capire se potrebbero agire come gigantesche riserve di gas puro a disposizione delle galassie.
I primi risultati purtroppo non sembrano incoraggianti.
Sfortunatamente la maggior parte di questo gas sembra essere troppo caldo. I cosmologi hanno valutato che la sua temperatura è sorprendentemente vicina alla decina di milioni di gradi!! Queste temperature lo caricherebbero di una energia tale che le galassie non riuscirebbero a catturarlo.
Tuttavia ci sono simulazioni al computer che evidenzino come i margini di questi filamenti potrebbero avvicinarsi alle galassie e raffreddarsi. Potrebbe essere questo il gas che darà vita a miliardi di nuove stelle allungando la vita delle galassie?

Per rispondere a questa domanda c'è bisogno di scansionare il più possibile il cielo con strumenti ad altissima sensibilità.
Il gas in questione infatti ha una densità molto bassa ed è una grande sfida osservarlo direttamente.
Per farlo si sta usando la tecnica dell'interferometria radio, in cui i segnali di molte antenne radio sono combinati assieme e trattati come se fossero captati da un unico grande telescopio.
In questo modo i cosmologi stanno cercando di rilevare un segnale che è diecimila volte più debole del gas che normalmente osservano all'interno della via lattea attraverso i radiotelescopi.

E la materia oscura? Sono forse queste enormi quantità di gas intergalattico a costituire la massa mancante associata alla materia oscura?
Quello che è certo, è che la scoperta di queste grandi quantità di gas nei filamenti galattici complica un po le teorie sulla materia oscura e le stime sulla sua quantità. I cosmologi stanno ancora lavorando per capire quanta materia osservabile manca per quadrare i conti gravitazionali.
Sono ancora convinti che la materia oscura debba esistere per impedire che la materia ordinaria nell'universo vada in pezzi, e si pensa che formi lo scheletro dei filamenti galattici.
Non assorbe né emette luce, quindi non può essere vista, ma esercita un'attrazione gravitazionale, e quindi, come la materia normale, si piega alla luce.

Questa lente gravitazionale distorce le immagini delle galassie lontane raccolte dai telescopi ottici, e gli astronomi possono misurare queste distorsioni per capire quanta materia ha passato la luce nel suo viaggio verso il telescopio.

Se i raggi X possono rivelare quanta materia normale ci sia, per esempio in un ammasso di galassie, e un'immagine ottica dello stesso ammasso può rivelare dalle sue distorsioni quanta materia è presente nel complesso, quindi sottrarre l'una dall'altra può dare una stima di quanta materia oscura possa esistere in quell'ammasso.
Questa stima, accompagnata alle misurazioni dette sopra del gas intergalattico fatte con i radiotelescopi, ci daranno un'idea ancora più chiara di quanta massa associare alla materia oscura.