Un nuovo documento presentato alla conferenza della American Astronomical Society di questa settimana promette di far luce, per così dire, sulla ricerca della materia oscura nelle singole galassie. L'attuale modello di materia oscura fredda nell'Universo ha un enorme successo quando si tratta di mappare la misteriosa sostanza su larga scala, ma non su scala galattica e sub-galattica. Oggi, la dott.ssa Sukanya Chakrabarti della Florida Atlantic University ha descritto un nuovo modo di mappare la materia oscura osservando le increspature nei dischi di idrogeno di grandi galassie. Il suo lavoro potrebbe finalmente consentire agli astronomi di usare le loro osservazioni sulla materia ordinaria per sondare la distribuzione della materia oscura su scale più piccole.
Le galassie a spirale sono tipicamente composte da un disco, che è fatto di materia normale (barionica) e contiene il rigonfiamento centrale e i bracci a spirale, e un alone, che circonda il disco e contiene materia oscura. Negli ultimi anni, sono stati condotti sondaggi come THINGS (condotto dalla Very Large Array di NRAO) per analizzare la distribuzione dell'idrogeno nei dischi galattici vicini. L'anno scorso, il Dr. Chakrabarti ha utilizzato tali sondaggi per studiare il modo in cui le piccole galassie satellitari influenzano i dischi di galassie più grandi come M51, la Whirlpool Galaxy. Ma il vero premio sta nell'investigare ciò che gli astronomi non possono vedere. Chakrabarti ha osservato: "Dagli anni '70, dalle osservazioni delle curve di rotazione piatte abbiamo saputo che le galassie hanno enormi aloni di materia oscura, ma ci sono pochissime sonde che ci consentono di capire come è distribuito". Ora ha ampliato le sue ricerche per fare proprio questo.
Gli astronomi credono che la distribuzione della densità della materia oscura si basi su un parametro chiamato suo raggio di scala. A quanto pare, la variazione di questo parametro influenza visibilmente la forma del disco di idrogeno della galassia quando viene spiegata l'influenza del passaggio delle galassie nane.
"Le increspature nei dischi di gas esterno servono ad agire come uno specchio della distribuzione della materia oscura sottostante", ha detto Chakrabarti. Variando il raggio di scala dell'alone di materia oscura di M51, Chakrabarti è stato in grado di vedere come avrebbe influenzato la forma e la distribuzione dell'idrogeno atomico nel suo disco. Ha scoperto che i raggi su larga scala danno origine a galassie con un alone di materia oscura che diventa gradualmente più diffusa man mano che si estende lungo la lunghezza del disco. Questo fa sì che l'idrogeno nel disco venga avvolto molto liberamente attorno al rigonfiamento centrale della galassia. Al contrario, i raggi su piccola scala hanno profili di densità che cadono molto più ripidamente.
"I profili di densità più intensi sono più efficaci nel trattenere le loro" cose "", ha spiegato Chakrabarti, "e quindi hanno una forma a spirale molto più stretta."
La mappa di Chakrabarti della distribuzione della materia oscura nell'alone di M51 è coerente con i modelli teorici esistenti, portandola a credere che questo metodo possa essere estremamente utile per gli astronomi che cercano di sondare la sostanza inafferrabile e invisibile che costituisce quasi un quarto del nostro Universo . Una prestampa del suo documento è disponibile su ArXiv.
