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La materia ordinaria mancante nel web cosmico

Osservati dal telescopio XMM dei filamenti di gas bollenti dove si nasconderebbero i barioni mancanti, quella parte di materia ordinaria mai registrata prima.
Circa il 95% del nostro Universo è composto da materia e energia oscure. Si tratta di fenomeni di cui ignoriamo la natura (salvo per alcuni indizi) ma di cui conosciamo l'esistenza. Il restante 5% è formato dalla cosiddetta materia ordinaria cioè noi, i pianeti, le stelle, insomma la materia formata da atomi che siamo soliti immaginare. Ma nemmeno la materia ordinaria è priva di mistero in quanto ben la metà di essa, nota con la definizione di "barioni mancanti", non è mai stata rilevata dagli strumenti in possesso degli astrofisici. Un team di scienziati, tra cui alcuni ricercatori dell'Università di Genova, ha sciolto questo mistero osservando finalmente grazie al telescopio spaziale XMM la materia ordinaria mancante.  

Quel qualcosa che manca

Le galassie si sono formate in seguito al collassamento e al raffreddamento della materia. Questo ci interessa perché è proprio studiando la quantità di materia presente nelle galassie più antiche che i ricercatori si sono accorti che qualcosa manca. Nelle prime fasi di vita dell'universo, infatti, la materia ordinaria (o barioni)  era circa un sesto di quella oscura. Dopo circa 10 miliardi di anni, all'epoca attuale, la quantità di barioni presenti nella nostra galassia e in quelle vicine è dimezzato. Dov'è la materia mancante? L'ipotesi corrente parla di una massa di gas ad altissime temperature che circonda le galassie, dalla densità così bassa da essersi sempre nascosta agli occhi degli astronomi. Una collaborazione tra l'Università di Genova e il Politecnico di Losanna ha verificato questa ipotesi dimostrando che la materia mancante si trova proprio in strutture filamentose costituite da gas a temperature altissime, comprese tra i 100.000 e i 10 milioni di gradi. La scoperta, riportata sulle pagine della rivista Nature, è stata possibile puntando un "occhio" speciale, il telescopio XMM, in grado di percepire i raggi X emessi da gas molto caldi, sull'ammasso di galassie Abell 2744.

Il telescopio a raggi X XMM, lanciato in orbita nel 1999 (Immagine: ESA)
 

Il web cosmico

Se si potesse visualizzare in un'immagine tutta la materia presente nell'Universo si potrebbe vedere come, al pari della rete di neuroni del sistema nervoso o delle connessioni virtuali di internet, essa sia distribuita in "nodi". Sotto l'azione della gravità, infatti, la materia è collassata in dei veri e propri ammassi di materia, come le galassie. L'ipotesi degli scienziati era che questi nodi formassero tra di loro una rete e che ad unirli ci fossero dei filamenti di materia, non la materia ordinaria nota, ma bensì proprio i barioni mancanti. Ecco che puntando il telescopio XMM proprio dove si pensava dovessero esistere questi filamenti è stato possibile identificare queste strutture formate da gas ad altissime temperature. Il modello che ne deriva, in sostanza, è proprio quello di un vero e proprio web cosmico, composto da nodi di materia ordinaria nota uniti tra loro da filamenti di materia ordinaria mancante.  

Tutta la materia che c'è

È presto per dire se finalmente tutto quel 5% di materia ordinaria sia stato individuato. Come spiegano gli stessi astrofisici, bisognerà valutare se quanto riscontrato nell'ammasso di galassie di Abell è valido per l'intero Universo. Per questo, a partire dal 2020, l'Agenzia Spaziale Europea metterà in campo Athena, un telescopio che permetterà di analizzare più in dettaglio le caratteristiche di questi filamenti di gas bollenti e di valutarne la composizione.   Immagine box e banner in evidenza: V.Springel, Max-Planck Institut für Astrophysik, Garching bei München     
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