L’ammasso galattico Abell S1063 osservato da Hubble durante il programma Frontier Fields. L’enorme massa del cluster agisce come una lente gravitazionale ingrandendo le galassie ancora più distanti, così che queste diventino abbastanza luminose da essere osservate da Hubble. Crediti: NASA, ESA, and J. Lotz (STScI)
Lo Hubble Space Telescope ha fatto l’ennesima straordinaria scoperta, osservando le galassie di ammasso più brillanti (le cosiddette brightest cluster galaxy – Bcg) all’interno di alcuni cluster traballano e si spostano in maniera bizzarra rispetto al centro. Cosa succede a queste galassie? Questo risultato inaspettato non è coerente con le previsioni riportate nell’attuale modello standard che descrive la materia oscura fredda (cioè quel 27 per cento di “torta cosmica” che, insieme a un 5 per cento scarso di materia ordinaria, forma la materia presente nel cosmo – tutto il resto, dunque oltre il 68 per cento, è energia oscura, la componente che secondo i cosmologi spiega l’espansione dell’universo).
Un gruppo internazionale di astronomi ha studiato dieci ammassi scoprendo che le galassie più brillanti non sono fisse al centro come previsto. L’abbraccio invisibile della materia oscura racchiude galassie e ammassi di galassie, che non sono altro che raggruppamenti massicci galassie (fino a un migliaio) immersi nel caldo gas intergalattico. Tali cluster hanno nuclei molto densi, ognuno dei quali contiene una galassia massiccia chiamata la “galassia più luminosa dell’ammasso”. Il modello della materia oscura fredda prevede che una volta che un ammasso galattico torna ad uno stato “rilassato” dopo aver sperimentato la violenza e la turbolenza provocate dalla fusione con altri ammassi o dalla fusione di galassie, la Bcg non si muove dal centro del cluster per via dell’enorme influenza gravitazionale della materia oscura.
La galassia ellittica gigante al centro di questa immagine, ripresa dal telescopio spaziale Hubble, è l’oggetto più massiccio e luminoso del cluster galattico Abell 2261. Grande un po’ più di un milione di anni luce, la galassia è circa 20 volte il diametro della nostra Via Lattea. Crediti: NASA, ESA, M. Postman (Space Telescope Science Institute, USA), T. Lauer (National Optical Astronomy Observatory, USA), and the CLASH team.
I dati raccolti dal telescopio Nasa/Esa raccontano, però, una storia diversa. Le galassie oscillando attorno al centro di ogni cluster anche dopo la fine della turbolenza dovuta a eventi devastanti come il merging galattico. Gli astronomi hanno osservato che il centro delle parti visibili di ogni cluster di galassie e il centro della massa totale del cluster – compreso l’alone di materia oscura – sono controbilanciati, fino a 40 mila anni luce (che è una distanza ragguardevole).
«Abbiamo scoperto che i Bcg oscillano attorno al centro delle galassie», ha spiegato David Harvey, autore principale dello studio e astronomo presso l’Epfl in Svizzera. «Ciò indica che, piuttosto che una regione densa al centro dell’ammasso (come previsto dal modello standard della materia oscura), c’è una densità centrale molto più bassa. Questo è un segnale impressionante della presenza di forme esotiche di materia oscura proprio nel cuore degli ammassi di galassie».
Le galassie più luminose dei cluster possono essere studiate solo grazie al fenomeno delle lenti gravitazionali: gli astronomi sfruttano l’effetto di curvatura della luce (provocato dalla materia oscura presente attorno alla galassia) per studiare oggetti lontanissimi, quindi impossibili da osservare con i telescopi spaziali. È necessario però che la galassia più distante si trovi quasi perfettamente dietro alla “galassia lente”. E Hubble è riuscito decine e decine di volte a sfruttare questo effetto.
Se il fenomeno di “wobbling” (come è chiamato in inglese cioè di oscillamento) venisse confermato, allora saremmo di fronte a un nuovo fenomeno astrofisico tutto da studiare e da spiegare. Gli scienziati che hanno lavorato alla ricerca concordano nel dire che per comprendere pienamente queste galassie “traballanti” è necessario approfondire la conoscenza della fisica fondamentale nel campo della materia oscura. Il segreto è tutto lì!
Per saperne di più:
- Leggi su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society l’articolo “A detection of wobbling Brightest Cluster Galaxies within massive galaxy clusters”, di David Harvey, F. Courbin, J. P. Kneib e Ian G. McCarthy