Spazio

Scoperta (in parte) la materia mancante

Grazie alle osservazioni effettuate dal telescopio spaziale per raggi X della NASA Chandra e dall’osservatorio orbitante dell’ESA XMM-Newton, un gruppo di...

Grazie alle osservazioni effettuate dal telescopio spaziale per raggi X della NASA Chandra e dall’osservatorio orbitante dell’ESA XMM-Newton, un gruppo di ricercatori statunitensi ha scoperto un enorme “serbatoio” di gas che si trova lungo una struttura a forma di “muro”, denominata Sculptor Wall, formata da un grandissimo numero di galassie e situata ad una distanza di circa 400 milioni di anni luce dalla Terra in direzione della costellazione dello Scultore.

Nella ricostruzione artistica qui sopra, si vedono le galassie a spirale ed ellittiche che compongono il “muro”, insieme al gas intergalattico appena scoperto, parte di quello che viene chiamato Warm-Hot Intergalactic Medium (WHIM), e che qui viene mostrato in celeste. Questa scoperta rappresenta la più robusta prova finora ottenuta per cui la cosiddetta “materia mancante” nell’Universo si trova addensata in un enorme sistema a forma di rete costituito da gas caldo e diffuso.
Il flusso di raggi X proveniente dal WHIM è troppo debole per poter essere rilevabile in maniera diretta, per cui è stata misurata la quantità di radiazione assorbita dal WHIM proveniente da una potente sorgente X sullo sfondo. L’impresa è stata possibile grazie alle eccezionali capacità degli strumenti dei due osservatori orbitanti. L’oggetto utilizzato come “sonda luminosa” è un nucleo galattico attivo (AGN) alimentato da un buco nero supermassiccio in rapido accrescimento, che si trova molto al di là del “muro” di galassie, ad una distanza di circa 2 miliardi di anni luce. Nell’illustrazione è indicato come una stella la cui luce viaggia verso la Terra, passando per la Sculptor Wall.
Sempre nella stessa immagine, in alto a destra, è rappresentato lo spettro a raggi X della sorgente sullo sfondo, dove i punti gialli sono i dati ottenuti da Chandra, mentre la linea rossa è il miglior modello per lo spettro dopo aver incluso anche i dati di XMM-Newton. Il calo nei raggi X, nella parte destra dello spettro, corrisponde all’assorbimento da parte di atomi di ossigeno presenti nel gas che compone il WHIM e che avvolge e riempie lo spazio esistente tra le galassie che formano la Sculptor Wall. Le caratteristiche dell’assorbimento sono coerenti con le distanze di questa enorme struttura e anche in accordo con la temperatura (circa 1 milione di gradi) e la densità (circa 6 atomi di idrogeno per metro cubo) predette per il WHIM. Si tratta di un risultato estremamente incoraggiante, che fa ben sperare che in un prossimo futuro questo gas diffuso possa essere scoperto anche in altre strutture a grande scala.

Gli ingredienti di base che formano l’Universo. La materia normale o barionica contribuisce soltanto con il 4,6%!

Tutti gli oggetti che possono essere osservati con i più potenti telescopi - stelle, nebulose, galassie, ecc. – rappresentano meno dell’1% di tutta la materia e l’energia di cui è formato l’Universo, ma i modelli prevedono che la materia ordinaria (barionica), cioè costituita da protoni, neutroni ed elettroni, di cui sono formati gli atomi, contribuisca al totale per poco meno del 5%. Adesso, con questa scoperta il mistero sembra essere risolto.

19 maggio 2010 Mario Di Martino

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