Una galassia nana quasi invisibile potrebbe esserci d’aiuto per comprendere un po’ di più la natura della materia oscura… curioso no?!
La galassia Nube in un’immagine composta da uno “scatto” a colori e uno in bianco e nero che mette in evidenza lo sfondo. Credit: Media Inaf/Gtc/Mireia Montes.
Il 9 gennaio scorso è stato pubblicato sulla rivista “Astronomy & Astrophysics” uno studio condotto da un team internazionale di ricerca guidato dall’Instituto de Astrofísica de Canarias in collaborazione con l’Università di La Laguna che ha annunciato la scoperta, avvenuta quasi “per caso”, di un oggetto decisamente particolare: Nube. Si tratta di una galassia nana quasi oscura; trattandosi di un oggetto ultra diffuso, la sua luminosità superficiale è così debole da averlo condannato all’anonimato in molte precedenti rilevazioni, come se fosse una specie di fantasma cosmico. Questa elusiva presenza è sfuggita anche alle osservazioni del telescopio da 2,5 metri dell’osservatorio di Apache Point nel Nuovo Messico che hanno portato alla stesura del vasto catalogo SDSS (Sloan Digital Sky Survey), contenente oltre un milione di galassie. Nube però non è una galassia ultra diffusa qualsiasi: è dieci volte più debole e altrettante volte più estesa rispetto a strutture dello stesso tipo contenenti un numero di stelle pressoché analogo. In sostanza, è grande circa un terzo della nostra Via Lattea ma ha una massa simile a quella della Piccola Nube di Magellano. Contrariamente a quanto avviene nelle usuali galassie, dove la densità delle stelle è alta all’interno e diminuisce man mano che ci si allontana dal centro, in Nube la densità stellare è praticamente la stessa in tutto l’oggetto ed è per questo che è così debole. Ignacio Trujillo, secondo autore dello studio, ha scoperto questo strano oggetto – che sua figlia di cinque anni ha scelto di chiamare “Nube” (nuvola) – lavorando al progetto IAC Stripe82. Questa galassia non è presente nel catalogo SDSS e appare piuttosto “confusa e disturbata” anche nelle immagini più profonde come quelle prodotte dai dati di Stripe82. Per accertarsi che non si trattasse di un errore, dal momento che la galassia in quelle immagini appariva solo come una debolissima macchia molto scura, si decise di utilizzare le osservazioni multicolori ultra profonde del Gran Telescopio Canarias, il quale confermò l’esistenza di Nube. In seguito, il radiotelescopio di Green Bank in West Virginia stimò attorno ai 300 milioni di anni luce la sua distanza, valora che in futuro dovrà però essere confermato da altre misure.
Nube è davvero un oggetto dalle caratteristiche decisamente peculiari, al punto tale che “con le nostre attuali conoscenze e le simulazioni cosmologiche che possiamo realizzare non siamo in grado di capire come possa esistere una galassia con caratteristiche così estreme”, ha dichiarato Mireia Montes, la prima autrice dell’articolo. Ciò che al team di ricerca risulta invece chiaro è il fatto che quella galassia non si è formata in seguito all’incontro tra due altre galassie più grandi, ma è un oggetto isolato contenente molta materia oscura. “Il modello cosmologico standard”, spiega Montes, “quello basato sulla cosiddetta materia oscura fredda (particelle “lente” rispetto alla velocità della luce), non è però in grado di dar conto delle evidenze osservative”. Questo modello in cui la materia oscura dovrebbe essere costituita dalle WIMP (particelle di grande massa debolmente interagenti) funziona bene per strutture su vaste scale, ma a volte fallisce per scenari su piccola scala, come nel caso di Nube. Ma c’è un risvolto davvero interessante in tutta questa storia: mancando attualmente la possibilità di rilevare in laboratorio le particelle che compongono la materia oscura, la speranza di caratterizzarne la natura risiede nell’analisi degli oggetti astrofisici. In particolare, le galassie con luminosità superficiale molto bassa (dette anche “quasi oscure”) come Nube offrono un’interessante possibilità per porre dei vincoli alle proprietà microfisiche che la materia oscura dovrebbe possedere. Le attuali simulazioni riguardanti la formazione di galassie ultra diffuse – che tengono conto dei deboli effetti gravitazionali prodotti dalla materia ordinaria sulla distribuzione nello spazio dell’alone di materia oscura che le circonda e che simulano le particelle di materia oscura come WIMP – non sono in grado di riprodurre oggetti con le proprietà di Nube. Il team dell’Instituto de Astrofísica de Canarias ha quindi ipotizzato che un oggetto come Nube possa essere riprodotto utilizzando il modello della materia oscura fuzzy, dove questo enigmatico ingrediente dell’Universo potrebbe essere costituito da particelle con massa estremamente piccola. Se così fosse, avremmo sotto gli occhi la dimostrazione di come le proprietà della fisica quantistica operano su scala galattica.