Un gruppo di astronomi ha creato una mappa estremamente dettagliata della materia oscura, l’elemento invisibile composto da particelle ancora sconosciute, che costituisce circa l’85% dell’universo.
La ricerca, pubblicata su Nature Astronomy, è il risultato di una collaborazione internazionale che coinvolge diversi istituti, inclusi l’Università di Durham nel Regno Unito, il Jet Propulsion Laboratory e il Politecnico federale di Losanna in Svizzera, con il supporto della National Aeronautics and Space Administration (Nasa), dell’European Space Agency (Esa) e della Canadian Space Agency (Csa).
La rilevazione degli effetti gravitazionali
Poiché questa materia non emette radiazioni, non è visibile direttamente nelle osservazioni. Per ricostruire la sua distribuzione complessiva, i ricercatori hanno dovuto misurare i suoi effetti gravitazionali, utilizzando la tecnica del weak gravitational lensing (lente gravitazionale debole).
In pratica, si tratta di analizzare galassie molto lontane: se risultano distorte, 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 misura è praticamente impercettibile, è stato necessario combinarne migliaia.
Identificate centinaia di migliaia di galassie
Per effettuare queste misurazioni, gli scienziati hanno esaminato un’area del cielo grande circa due volte e mezzo la Luna piena, conosciuta come campo Cosmos. Questa regione era stata già analizzata nel 2007 tramite il telescopio Hubble. Ora, l’osservazione, durata 255 ore, è stata condotta con il dispositivo Miri (Mid infrared instrument) del telescopio di nuova generazione James Webb, che ha permesso di identificare circa 800mila galassie, alcune delle quali risalenti a oltre 10 miliardi di anni fa, fornendo un panorama molto più ampio e dettagliato rispetto a quello ottenuto in precedenza. Per fare un paragone, è come se una persona con problemi di vista indossasse occhiali, riuscendo a mettere a fuoco e a notare tutti i dettagli di un’immagine distante.
I risultati
“La nuova analisi evidenzia che la materia oscura non è distribuita in modo uniforme. Oltre alle grandi concentrazioni note, emergono strutture più piccole e disperse che in precedenza erano indistinguibili”, afferma Diana Scognamiglio, ricercatrice della Nasa e prima autrice della pubblicazione.
Questa disposizione indica le zone in cui questo tipo di materia ha potuto accumularsi più facilmente nel tempo, facilitando la formazione di galassie, stelle, pianeti e creando le condizioni per l’emergere della vita. Un esempio è la Via Lattea: “La nube di materia oscura che la circonda ha una gravità sufficiente a mantenerla coesa”, spiega Richard Massey, professore di cosmologia all’Università di Durham e co-autore della ricerca. “Senza di essa, la galassia si disintegrerebbe”.
I prossimi passi
Questo lavoro costituisce anche un punto di riferimento per le ricerche future. Negli anni a venire, telescopi spaziali non ancora operativi come Euclid e Nancy Grace Roman espanderanno queste analisi a porzioni di cielo molto più vaste, permettendo confronti statistici su milioni di galassie e aprendo la strada a mappe sempre più dettagliate.
“Il prossimo obiettivo sarà andare oltre la proiezione bidimensionale per arrivare a 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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