Diciannove galassie nane scoperte di recente sembrano mancare della loro materia oscura e i fisici non sono sicuri del perché.
La scoperta aumenta drasticamente il numero di galassie che sembrano mancare della materia oscura, la materia misteriosa e invisibile che esercita l'attrazione gravitazionale, ma non emette luce. Si pensa che la materia oscura sia un ingrediente chiave nella formazione della galassia, con la sua gravità che unisce gli atomi di gas per formare le galassie. Possiamo dire che la materia oscura è presente in una galassia perché fa vibrare la materia in quella galassia più velocemente di quanto farebbe se la materia che vediamo costituisse l'intera massa della galassia. Questo vortice più veloce si è manifestato in ogni galassia che poteva essere misurata con precisione. Recentemente, tuttavia, i ricercatori hanno scoperto che alcune piccole galassie, ora comprese queste 19, si comportano come se fossero dominate dai barioni, le particelle che compongono la materia ordinaria. Mancano le prove per i loro aloni invisibili di materia oscura.
Kyle Oman, un astrofisico dell'Università di Durham nel Regno Unito, che non era coinvolto in questa scoperta, ha affermato che queste galassie comprendono l'elenco più lungo di oggetti apparentemente privi di materia oscura e ancora riportato. Ma non sono i primi.
La scoperta più ampiamente riportata di una galassia che sembrava mancare di materia oscura è arrivata nel marzo 2018. Un team di astrofisici guidato da Pieter van Dokkum, un astrofisico dell'Università di Yale, ha mostrato che la velocità media dei cluster globulari nella galassia NGC 1052-DF2 corrispondeva un modello galattico solo per barioni, sebbene molti abbiano messo in dubbio la validità del risultato, come riportato da Live Science.
L'articolo più recente, pubblicato il 25 novembre sulla rivista Nature Astronomy, ha identificato le 19 galassie senza materia oscura usando lo stesso metodo.
"Queste curve di rotazione H1 sono più precise" rispetto al metodo utilizzato dal team di van Dokkum, ha affermato Till Sawala, astrofisico dell'Università di Helsinki. Tuttavia, ha detto, ci sono ancora "incertezze sistematiche" nelle misurazioni che devono ancora essere risolte.
Ad esempio, se l'angolo della galassia ospite rispetto alla Terra viene misurato in modo errato, ciò può rovinare i calcoli, ha detto Oman. E eventi come le supernova possono accelerare il gas in una galassia normale, creando curve di rotazione che assomigliano alla Terra come le galassie in questo nuovo documento, ha detto Sawala. In entrambi i casi, sono necessari ulteriori lavori di follow-up per confermare l'affermazione senza materia oscura, hanno affermato tutti gli esperti (inclusi gli autori dello studio).
Se si scopre che certe galassie mancano della normale quantità di materia oscura, tuttavia, questo è un problema per le attuali teorie su come si è formato l'universo.
I fisici spiegano come l'universo si è formato e si comporta usando un modello noto come materia oscura fredda Lambda (ΛCDM). Descrive tre caratteristiche chiave dell'universo: la costante cosmologica (Λ), la materia oscura e l'energia oscura.
ΛCDM spiega il modo in cui si formano le galassie, ha detto Sawala, e non può facilmente spiegare come queste galassie particolari possano essersi formate senza materia oscura.
Alcuni degli esempi che sono emersi, ha affermato Oman, potrebbero essere spiegati dal MCDM. Ad esempio, le galassie nane nel mezzo di densi ammassi di galassie hanno molte altre fonti di gravità intorno per spogliare la loro materia oscura. Ma in questo documento, Oman ha detto, alcune delle galassie senza materia oscura sono solitarie, lontane da qualsiasi altra fonte di gravità.
"Questa è una sfida", ha detto Oman.
Alcuni ricercatori hanno presentato le prove di galassie prive di materia oscura come il colpo decisivo in una battaglia tra ΛCDM e un'altra serie di teorie conosciute come Modified Newtonian Dynamics (MOND). Le teorie MOND rifiutano la materia oscura a favore di modifiche alla fisica della gravità. Poiché la gravità dovrebbe agire ovunque nell'universo, MOND predirebbe che ciò che chiamiamo materia oscura dovrebbe essere anche ovunque, compresa ogni galassia. Ma se queste galassie violano MOND, violano anche ΛCDM, quindi non è davvero un pugno ad eliminazione diretta per MOND, ha detto Sawala.
I fisici hanno detto che l'unico modo per capire cosa sta succedendo è studiare queste galassie in modo molto più dettagliato usando diversi strumenti e confermare che ciò che sembra accadere sta realmente accadendo.
