L’immagine mostra i traccianti per la determinazione della curva di rotazione applicata ad una foto della Via Lattea vista dall’emisfero sud. I colori, codificati in blu e rosso, indicano il moto relativo rispetto al Sole. L’alone sferico blu illustra la distribuzione della materia oscura dedotta dall’analisi dei dati. Credit: Serge Brunier / NASA
Grazie ad una collaborazione internazionale, che ha visto la partecipazione di varie università, tre ricercatori hanno ottenuto, per la prima volta, delle misure dirette della presenza di materia oscura nelle regioni più interne della Via Lattea, incluso il nostro “vicinato cosmico”. Questi risultati, caratterizzati da una forte evidenza statistica, anche su piccole scale galatticocentriche, forniscono un nuovo strumento d’indagine aprendo così una nuova finestra verso lo studio e la determinazione della distribuzione della materia oscura nella nostra galassia.
La materia oscura rappresenta uno dei problemi più importanti della moderna cosmologia. La sua esistenza fu stabilita durante gli anni ’70 del secolo scorso grazie all’utilizzo di diverse tecniche, tra cui la misura delle curve di rotazione del gas e delle stelle, un metodo che permette di ‘pesare’ effettivamente la galassia ospite e di stimare la sua massa totale. Queste misure hanno mostrato che la materia ordinaria, cioè la materia visibile, rappresenta solo una frazione della massa totale poiché la parte predominante esiste sotto forma di materia non visibile, quella che gli astronomi chiamano materia oscura.
Applicare questa tecnica alla Via Lattea è possibile e di fatto essa ha permesso di accertare la presenza di materia oscura nelle regioni più esterne della nostra galassia. Finora, però, è stato difficile provare l’esistenza di questa enigmatica componente nelle regioni galattiche più interne. Sappiamo che il diametro della Galassia si estende per circa 100 mila anni luce e che il Sistema solare si trova ad una distanza di circa 26 mila anni luce dal centro galattico. Ora, procedendo verso le regioni più centrali, diventa sempre più complicato misurare la velocità del gas e delle stelle con la dovuta precisione.
Una porzione delle regioni centrali della Via Lattea dove sono mostrati i punti di riferimento che servono per ricavare la curva di rotazione galattica. Credit: Serge Brunier / NASA
Per far questo, come prima cosa gli astronomi hanno creato una lista completa delle misure relative al moto del gas e delle stelle della Via Lattea. Poi, è stata confrontata la velocità di rotazione osservata con quella teorica assumendo che esista solo materia ordinaria. L’analisi dei dati mostra chiaramente che la rotazione galattica misurata non può essere spiegata senza tener conto di una enorme quantità di materia oscura distribuita sostanzialmente tra il Sistema solare e il centro galattico.
«Sappiamo che la materia oscura è necessaria per spiegare le velocità di rotazione osservate sia del gas che delle stelle», spiega Miguel Pato della Technische Universität München e Stockholm University, co-autore dello studio. «Ad ogni modo, non sappiamo ancora di che cosa sia fatta la materia oscura. Si tratta di una delle domande aperte più importanti dei nostri tempi».
Dunque, il passo successivo sarà ora quello di realizzare le prossime osservazioni astronomiche applicando questo metodo mediante il quale sarà possibile, si spera, misurare la distribuzione della materia oscura nella Via Lattea con una precisione senza precedenti. «Ciò permetterà di affinare la nostra comprensione sulla struttura e l’evoluzione della Galassia. Non solo, ma potrà fornire delle previsioni con limiti più stringenti per gli esperimenti che si stanno svolgendo nei vari laboratori sparsi in tutto il mondo, allo scopo di rivelare le particelle di materia oscura», conclude Pato.
Nature: Fabio Iocco, Miguel Pato & Gianfranco Bertone – Evidence for dark matter in the inner Milky Way