Il MIT scopre che c’è meno materia oscura di quanto si pensasse

I fisici del MIT hanno scoperto una sorprendente torsione nella curva di rotazione della Via Lattea che sfida la nostra comprensione della materia oscura. Seguendo la velocità delle stelle nella galassia, hanno scoperto un potenziale deficit di materia oscura nel nucleo galattico.

Tradizionalmente, gli astronomi ritenevano che la materia oscura fosse responsabile della rotazione della galassia. Tuttavia, la nuova analisi solleva la possibilità che il centro gravitazionale della Via Lattea sia più leggero di quanto si pensasse.

Il ruolo della materia oscura

Allora, cos’è la materia oscura? Gli scienziati ritengono che sia un’ipotetica sostanza presente nell’universo in grado di spiegare la rotazione attuale delle galassie. Si pensa che la materia oscura sia composta da particelle che non interagiscono con la luce, il che le rende impossibili da vedere direttamente, da cui il nome “Oscura”, anche se sarebbe più corretto definirla “Invesibile”. L’unico modo per rilevare la materia oscura è il suo effetto gravitazionale sulla materia visibile, come le stelle e le galassie.

Il team ha analizzato i dati degli strumenti di Gaia e APOGEE. Gaia è un telescopio spaziale orbitante che traccia l’esatta posizione, la distanza e il movimento di oltre 1 miliardo di stelle nella Via Lattea, mentre APOGEE è uno spettrometro che opera vicino all’infra. Gli scienziati hanno analizzato le misurazioni di Gaia di oltre 33.000 stelle, comprese alcune delle più lontane della galassia, determinando la velocità circolare di ogni stella in base alla sua distanza dal centro della galassia.

Un nucleo galattico più leggero

Gli scienziati hanno tracciato la velocità di ogni stella rispetto alla sua distanza per generare una curva di rotazione che rappresenta la velocità di rotazione della materia a una determinata distanza dal centro di una galassia. Il team ha scoperto che le stelle più esterne ruotano leggermente più lentamente del previsto, indicando un nucleo galattico più leggero. Questi risultati sono stati riportati dalla rivista scientifica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

“Quello che ci ha sorpreso molto è che questa curva è rimasta piatta, piatta, piatta fino a una certa distanza e poi ha iniziato a diminuire”, spiega Lina Necib, assistente alla cattedra di fisica del MIT. “Questo significa che le stelle esterne stanno ruotando un po’ più lentamente del previsto, un risultato davvero sorprendente”.

La rotazione della Via Lattea è guidata, in parte, da tutta la materia che vortica all’interno del suo disco. Negli anni ’70, l’astronoma Vera Rubin osservò che le galassie ruotano in modi che non possono essere guidati esclusivamente dalla materia visibile. L’astronoma concluse che qualche altro tipo di materia invisibile doveva agire sulle stelle lontane per dare loro una spinta in più. Da allora, gli astronomi hanno osservato curve simili in galassie lontane, a conferma della presenza della materia oscura. Solo di recente gli astronomi hanno cercato di tracciare la curva di rotazione nella nostra galassia con le stelle.

Il team ha stabilito le distanze precise di oltre 33.000 stelle e ha generato una mappa 3D delle stelle sparse nella Via Lattea a circa 30 kiloparsec. Hanno poi incorporato questa mappa in un modello di velocità circolare per simulare la velocità con cui ogni stella deve viaggiare, data la distribuzione di tutte le altre stelle nella galassia. Hanno osservato che la nuova curva si abbassava più del previsto all’estremità esterna, suggerendo che il nucleo della Via Lattea potrebbe contenere meno materia oscura di quanto stimato in precedenza.

“Questo risultato è in contrasto con altre misurazioni”, afferma Necib. “Comprendere davvero questo risultato avrà profonde ripercussioni. Potrebbe portare alla scoperta di masse più nascoste appena oltre il bordo del disco galattico o a una riconsiderazione dello stato di equilibrio della nostra galassia. Cercheremo di trovare queste risposte nel prossimo lavoro, utilizzando simulazioni ad alta risoluzione di galassie simili alla Via Lattea”.

Quindi la materia non è solo oscura, ma anche misteriosa, e alla fine sappiamo molto meno di quello che pensiamo di sapere anche in questioni, apparentemente, puramente matematiche.