Le galassie nane possiedono poche stelle e una percentuale elevata di materia oscura. In questa simulazione generata dal FIRE (Feedback in Realistic Environments) al Caltech viene mostrata la distribuzione di stelle predetta (a sinistra) e quella della materia oscura (a destra) attorno ad una galassia come la Via Lattea. Il cerchio rosso mostra una galassia nana come Triangulum II. Anche se essa possiede una percentuale elevata di materia oscura, la galassia ha poche stelle. Questo tipo di galassia nana rappresenta un ottimo banco di prova per rivelare raggi gamma riconducibili ai processi di annichilazione delle particelle di materia oscura. Credit: A. Wetzel and P. Hopkins, Caltech
C’è sicuramente un buon motivo perchè gli astronomi chiamano la materia oscura con questo termine. Anche se le particelle della materia oscura sono più numerose, almeno di un fattore 10, rispetto a quelle che costituiscono la materia ordinaria, esse rimangono elusive. L’esistenza della materia oscura viene implicata dai suoi effetti gravitazionali presenti nelle galassie e, nonostante ciò, nessuno ha mai rivelato dei segnali che siano riconducibili direttamente alla sua presenza. Oggi, però, grazie ad una serie di misure condotte sulla vicina galassia nana Triangulum II allo scopo di stimare la sua massa, l’astronomo Evan Kirby del California Institute of Technology (Caltech) potrebbe aver trovato la concentrazione più elevata di materia oscura in una galassia nota. I risultati sono riportati su Astrophysical Journal Letters.
La galassia Triangulum II è un oggetto piccolo e debole, costituito da circa un migliaio di stelle, che si trova nelle regioni periferiche della Via Lattea. Kirby ha eseguito una serie di misure per stimare la massa della galassia esaminando la velocità di sei stelle che orbitano attorno al suo centro. «La galassia è alquanto interessante», spiega Kirby. «Solo sei delle sue stelle sono così luminose che possono essere osservate con il telescopio Keck». Dopo aver derivato la velocità delle stelle, lo scienziato è stato in grado di ricavare l’interazione gravitazionale esercitata sulle stelle e quindi di stimare la massa della galassia.
«La massa totale che ho calcolato è decisamente elevata, molto di più rispetto alla massa dovuta alle singole stelle, il che implica che esiste una elevata percentuale di materia oscura super addensata che contribuisce alla massa totale di Triangulum II», dice Kirby. «Inoltre, il rapporto materia oscura/luminosa è il più elevato di qualsiasi oggetto noto. Devo dire che sono rimasto molto impressionato da queste misure». Triangulum II potrebbe perciò diventare uno dei maggiori candidati su cui eseguire tutta una serie di studi allo scopo di rivelare indizi importanti sulla materia oscura.
Secondo alcuni modelli, le particelle di materia oscura maggiormente candidate, chiamate WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles) supersimmetriche, devono annichilare una volta che esse interagiscono, producendo così raggi gamma che possono essere rivelati dalla Terra. Tuttavia, mentre le attuali teorie predicono che la materia oscura generi raggi gamma quasi ovunque nell’Universo, rivelare questi particolari segnali in presenza di altri “rumori galattici”, come ad esempio i raggi gamma emessi dalle pulsar, rappresenta una vera e propria sfida. D’altra parte, Triangulum II è una galassia quieta. Non possiede il gas e l’altro materiale necessario per formare le stelle, perciò non ci sono processi di formazione stellare e quindi essa si può considerare un oggetto “defunto”, così come dicono in gergo gli astronomi. “Qualsiasi segnale associato ai raggi gamma proveniente dalle interazioni tra le particelle di materia oscura dovrebbe essere in teoria visibile”, fa notare Kirby.
I risultati ottenuti da Kirby non sono stati confermati in via definitiva in relazione alla massa totale della galassia. Infatti, un altro gruppo, guidato da alcuni ricercatori dell’University of Strasbourg in Francia, ha misurato le velocità stellari appena al di fuori della galassia, trovando che qui le stelle si muovono molto più velocemente rispetto a quelle distribuite verso le regioni più centrali, l’opposto di ciò che ci si aspetta. Questo potrebbe indicare che la galassia nana sia soggetta ad una interazione mareale da parte della nostra galassia.
«Il passo successivo», conclude Kirby, «è quello di eseguire una serie di misure che possano confermare i risultati dell’altro gruppo. Se si trova che le stelle più esterne non si muovono più velocemente di quelle più centrali, allora la galassia potrebbe trovarsi in una sorta di equilibrio dinamico. Ciò potrebbe renderla davvero un ottimo candidato per rivelare la materia oscura attraverso l’emissione di raggi gamma».
Per saperne di più:
- Leggi il preprint su arXiv: Triangulum II: Possibly a Very Dense Ultra-Faint Dwarf Galaxy