Le visioni deformate del fondo cosmico a microonde - la prima luce rilevabile - consentono agli astronomi di mappare la quantità totale di materia visibile e invisibile in tutto l'universo.
Circa l'85 percento di tutta la materia nell'universo è materia oscura, invisibile anche ai più potenti telescopi, ma rilevabile dalla sua attrazione gravitazionale.
Per trovare la materia oscura, gli astronomi cercano un effetto chiamato lente gravitazionale: quando l'attrazione gravitazionale della materia oscura si piega e amplifica la luce da un oggetto più distante. Nella sua forma più eccentrica si traduce in immagini multiple a forma di arco di oggetti cosmici distanti.
Ma c'è un avvertimento qui: per rilevare la materia oscura ci deve essere un oggetto direttamente dietro. Le "stelle" devono essere allineate.
In un recente studio condotto dal Dr. James Geach dell'Università dell'Hertfordshire nel Regno Unito, gli astronomi hanno invece messo gli occhi sullo sfondo cosmico a microonde (CMB).
"La CMB è la luce più lontana / più antica che possiamo vedere", ha dichiarato il dott. Geach a Space Magazine. "Può essere pensato come una superficie, retroilluminando l'intero universo."
I fotoni del CMB si sono lanciati verso la Terra da quando l'universo aveva solo 380.000 anni. Un singolo fotone ha avuto la possibilità di imbattersi in molta materia, avendo effettivamente sondato tutta la materia nell'universo lungo la sua linea di vista.
"Quindi la nostra visione del CMB è un po 'distorta da come appare intrinsecamente - un po' come guardare il modello sul fondo di una piscina", ha detto il dott. Geach.
Notando le piccole distorsioni nel CMB, possiamo sondare tutta la materia oscura in tutto l'universo. Ma fare proprio questo è estremamente impegnativo.
Il team ha osservato il cielo meridionale con il South Pole Telescope, un telescopio di 10 metri progettato per osservazioni nel microonde. Questo ampio sondaggio innovativo ha prodotto una mappa CMB del cielo meridionale, che era coerente con i precedenti dati CMB del satellite Planck.
Le firme caratteristiche del cristallino gravitazionale da parte della materia non possono essere estratte dall'occhio. Gli astronomi si basavano sull'uso di una procedura matematica ben sviluppata. Non entreremo nei dettagli cattivi.
Ciò ha prodotto una “mappa della densità di massa totale proiettata tra noi e il CMB. È davvero incredibile se ci pensate: è una tecnica osservativa per mappare tutta la massa nell'universo, tornando al CMB ", ha spiegato il dott. Geach.
Ma il team non ha finito la loro analisi lì. Invece, hanno continuato a misurare le lenti CMB nelle posizioni dei quasar - potenti buchi neri supermassicci nei centri delle prime galassie.
"Abbiamo scoperto che le regioni del cielo con una grande densità di quasar hanno un segnale di lente CMB chiaramente più forte, il che implica che i quasar si trovano effettivamente in strutture di materia su larga scala", ha affermato il dott. Ryan Hickox del Dartmouth College - secondo autore dello studio - ha detto a Space Magazine.
Infine, la mappa CMB è stata utilizzata per determinare la massa di questi aloni della materia oscura. Questi risultati corrispondevano a quelli determinati in studi precedenti, che esaminavano il modo in cui i quasar si raggruppavano nello spazio, senza alcun riferimento al CMB.
Risultati coerenti tra due misurazioni indipendenti è un potente strumento scientifico. Secondo il dottor Hickox, mostra che "abbiamo una forte comprensione di come i buchi neri supermassicci risiedano in strutture su larga scala e che (ancora una volta) Einstein avesse ragione".
Il documento è stato accettato per la pubblicazione in Astrophysical Journal Letters ed è disponibile per il download qui.
