Galassia nana I Zwicky 18. Immagine di credito: NASA. clicca per ingrandire
Gli indizi rivelati dalla visione recentemente acuita del telescopio spaziale Hubble hanno permesso agli astronomi di mappare la posizione della "materia oscura" invisibile con dettagli senza precedenti in due ammassi di galassie molto giovani.
Un team del Johns Hopkins University-Space Telescope Science Institute riporta le sue scoperte nel numero di dicembre di Astrophysical Journal. (Altre osservazioni meno dettagliate sono apparse nel numero di gennaio 2005 di tale pubblicazione.)
I risultati del team danno credito alla teoria secondo cui le galassie che possiamo vedere si formano nelle regioni più dense di "ragnatele cosmiche" di materia oscura invisibile, proprio mentre la schiuma si raccoglie sulle onde dell'oceano, ha detto il co-autore dello studio Myungkook James Jee, assistente di ricerca scienziato presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia di Henry A. Rowland nella Krieger School of Arts and Sciences di Johns Hopkins.
"I progressi della tecnologia informatica ora ci consentono di simulare l'intero universo e di seguire la coalescenza della materia in stelle, galassie, ammassi di galassie e filamenti di materia enormemente lunghi dai primi centomila anni ad oggi", ha detto Jee. "Tuttavia, è molto difficile verificare i risultati della simulazione in modo osservazionale, perché la materia oscura non emette luce."
Jee ha detto che il team ha misurato il sottile "obiettivo" gravitazionale apparente nelle immagini di Hubble? cioè, le piccole distorsioni delle forme delle galassie causate dalla gravità dalla materia oscura invisibile? per produrre le sue mappe dettagliate della materia oscura. Condussero le loro osservazioni in due gruppi di galassie che si stavano formando quando l'universo aveva circa la metà della sua età attuale.
"Le immagini che abbiamo scattato mostrano chiaramente che le galassie a grappolo si trovano nelle regioni più dense delle aloni della materia oscura, che sono rese in viola nelle nostre immagini", ha detto Jee.
Il lavoro sostiene la teoria che la materia oscura? quale costituisce il 90 percento della materia nell'universo? e la materia visibile dovrebbe fondersi negli stessi posti perché la gravità li unisce, ha detto Jee. Le concentrazioni di materia oscura dovrebbero attrarre la materia visibile e, di conseguenza, aiutare nella formazione di stelle luminose, galassie e ammassi di galassie.
La materia oscura presenta uno dei problemi più enigmatici della cosmologia moderna. Invisibile, ma senza dubbio lì? gli scienziati possono misurare i suoi effetti? le sue esatte caratteristiche rimangono inafferrabili. I precedenti tentativi di mappare la materia oscura in dettaglio con i telescopi terrestri erano handicappati dalla turbolenza nell'atmosfera terrestre, che offuscava le immagini risultanti.
"Osservare attraverso l'atmosfera è come cercare di vedere i dettagli di un'immagine nella parte inferiore di una piscina piena di onde", ha dichiarato Holland Ford, uno dei coautori del giornale e professore di fisica e astronomia presso Johns Hopkins.
Il team Johns Hopkins-STScI è stato in grado di superare l'ostacolo atmosferico attraverso l'uso del telescopio spaziale Hubble. L'installazione di Advanced Camera for Surveys in Hubble tre anni fa è stata un ulteriore vantaggio, aumentando l'efficienza di scoperta del precedente HST di un fattore 10.
Il team si è concentrato su due ammassi di galassie (ciascuno contenente più di 400 galassie) nel cielo meridionale.
"Queste immagini erano in realtà destinate principalmente allo studio delle galassie negli ammassi, e non alla lente delle galassie di fondo", ha affermato il coautore Richard White, un astronomo STScI che è anche a capo dell'archivio dati Hubble per STScI. “Ma la nitidezza e la sensibilità delle immagini le hanno rese ideali per questo progetto. Questa è la vera bellezza delle immagini di Hubble: verranno utilizzate per anni per nuove ricerche scientifiche ".
Il risultato dell'analisi del team è una serie di immagini vividamente dettagliate e simulate al computer che illustrano la posizione della materia oscura. Secondo Jee, queste immagini offrono ai ricercatori un'opportunità senza precedenti di inferire le proprietà della materia oscura.
La struttura raggruppata di materia oscura attorno alle galassie a grappolo è coerente con l'attuale convinzione che le particelle di materia oscura siano "prive di collisioni", ha detto Jee. A differenza delle normali particelle di materia, i fisici credono che non si scontrino e si disperdano come palle da biliardo, ma semplicemente si attraversano.
“Le particelle senza collisioni non si bombardano a vicenda, come fanno due atomi di idrogeno. Se le particelle di materia oscura fossero collisionali, osserveremmo una distribuzione molto più fluida della materia oscura, senza strutture ammassate su piccola scala ", ha detto Jee.
Ford ha affermato che questo studio dimostra che l'ACS è straordinariamente vantaggioso per gli studi sulla lente gravitazionale e, nel tempo, migliorerà sostanzialmente la comprensione della formazione e dell'evoluzione della struttura cosmica, nonché della materia oscura.
"Sono enormemente gratificato dal fatto che i sette anni di duro lavoro di tanti talentuosi scienziati e ingegneri per realizzare Advanced Camera for Surveys stanno fornendo a tutta l'umanità immagini più profonde e comprensioni delle origini del nostro meraviglioso universo", ha detto Ford, che è investigatore principale per ACS e leader del team scientifico.
Il team scientifico e tecnico ACS è concentrato presso la Johns Hopkins University e lo Space Telescope Science Institute nel campus Homewood dell'università a Baltimora. Include anche scienziati di altre importanti università negli Stati Uniti e in Europa. ACS è stato sviluppato dal team con il contratto NASA NAS5-32865 e questa ricerca è stata supportata dalla concessione della NASA NAG5-7697.
Fonte originale: Comunicato stampa JHU
