Un gruppo di astronomi ha creato una mappa estremamente dettagliata della materia oscura, una componente invisibile composta da particelle sconosciute, che costituisce circa l’85% dell’universo.
La ricerca, pubblicata su Nature Astronomy, è il risultato di una collaborazione internazionale che include vari istituti, tra cui l’Università di Durham nel Regno Unito, il Jet Propulsion Laboratory e il Politecnico federale di Losanna in Svizzera, supportati dalla National Aeronautics and Space Administration (Nasa), dall’European Space Agency (Esa) e dalla Canadian Space Agency (Csa).
La rilevazione degli effetti gravitazionali
Poiché questa tipologia di materia non emette radiazioni, non appare direttamente nelle osservazioni. Per ricostruire la sua distribuzione totale, i ricercatori hanno dovuto quindi valutare i suoi effetti gravitazionali, applicando la tecnica del weak gravitational lensing (lente gravitazionale debole).
In pratica, si tratta di studiare galassie molto lontane: se queste risultano deformate, significa che lungo la linea di osservazione è presente materia oscura, la cui gravità curva lo spazio e devia i segnali che ci raggiungono. Poiché ogni singola registrazione è di per sé invisibile, è stato necessario unire migliaia di esse.
Identificate centinaia di migliaia di galassie
Per effettuare queste misurazioni, gli scienziati hanno analizzato un’area del cielo che è circa due volte e mezzo la dimensione della Luna piena, conosciuta come campo Cosmos. Questa zona era stata già esaminata nel 2007 tramite il telescopio Hubble. Ora, l’osservazione, durata 255 ore, è stata condotta utilizzando il dispositivo Miri (Mid infrared instrument) del telescopio di nuova generazione James Webb, che ha reso possibile l’identificazione di circa 800mila galassie, alcune delle quali risalenti a oltre 10 miliardi di anni fa, fornendo una visione molto più ampia e dettagliata rispetto a quella ottenuta in precedenza. Per fare un paragone, è come se una persona miope indossasse occhiali, riuscendo a mettere a fuoco e a individuare tutti i dettagli di un’immagine distante.
I risultati
“La nuova analisi dimostra che la materia oscura non è distribuita uniformemente. Accanto alle grandi concentrazioni già note, emergono strutture più piccole e diffuse che in precedenza erano indistinguibili”, afferma Diana Scognamiglio, ricercatrice della Nasa e prima autrice dello studio.
Questa disposizione indica le zone in cui questo tipo di materia ha potuto accumularsi più facilmente nel corso del tempo, facilitando la formazione di galassie, stelle, pianeti e creando le condizioni necessarie per l’emergere della vita. Un esempio è la Via Lattea: “La nube di materia oscura che la avvolge ha una gravità sufficiente a mantenerla unita”, spiega Richard Massey, professore di cosmologia all’Università di Durham e co-autore della ricerca. “Senza di essa, la galassia si disgregherebbe”.
I prossimi passi
Questo lavoro rappresenta anche un importante riferimento per ricerche future. Negli anni a venire, telescopi spaziali non ancora operativi come Euclid e Nancy Grace Roman estenderanno queste analisi a porzioni di cielo molto più vaste, permettendo confronti statistici su milioni di galassie e aprendo la strada a mappe sempre più complete.
“Il passo successivo sarà superare la proiezione bidimensionale con l’obiettivo di ottenere una mappatura tridimensionale della materia oscura”, annuncia la cosmologa italiana. “Un traguardo che richiederà acquisizioni ancora più approfondite, su cui siamo già al lavoro”.
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