Effetto gravitazionale della materia oscura è 10 volte più forte di quanto dovrebbe essere

Rappresentazione artistica dell'effetto di lensing gravitazionale (credito: NASA, ESA, G. Caminha (University of Groningen), M. Meneghetti (Observatory of Astrophysics and Space Science of Bologna), P. Natarajan (Yale University), the CLASH team, and M. Kornmesser (ESA/Hubble))

La materia oscura sembra avere un effetto gravitazionale ancora più massiccio di quanto mai calcolato in precedenza. Lo suggerisce un nuovo studio pubblicato su Science realizzato da Massimo Meneghetti dell’INAF, l’autore principale dello studio.
Meneghetti e colleghi hanno usato i dati raccolti dal telescopio spaziale Hubble e dal Very Large Telescope (VLT) dell’European Southern Observatory in Cile per scoprire che in effetti manca qualcosa nelle teorie che fino ad oggi hanno tentato di spiegare non tanto cos’è la materia oscura, cosa ancora sconosciuta, ma i suoi effetti gravitazionali.

I ricercatori hanno usato l’effetto della lente gravitazionale, un effetto già usato in passato per comprendere e analizzare gli effetti gravitazionali della materia oscura. Proprio come la materia tradizionale, più è concentrata la materia oscura, più è alto l’effetto gravitazionale. Tuttavia il team di ricercatori, analizzando questo effetto gravitazionale intorno agli ammassi di galassie, si è accorto che esso sembra essere almeno 10 volte più forte di quanto previsto dalle teorie dalle simulazioni precedenti.
Secondo quanto spiega Meneghetti, i test effettuati da lui e dal suo team indicano l’esistenza di qualche discrepanza, forse un ingrediente fisico ancora non individuato o una caratteristica della stessa materia oscura ancora non compresa. Questo studio mostra che le nostre lacune, per quanto riguarda l’attuale comprensione della materia oscura, probabilmente sono ancora più grandi di quanto immaginato.

L’effetto analizzato dai ricercatori vede la luce flettersi e piegarsi in presenza di grossi oggetti o grosse concentrazioni di materia, come può essere un ammasso di galassia. La luce proveniente da un oggetto sullo sfondo, più distante dell’ammasso di galassie, si distorce quando, durante il percorso per giungere alla Terra, incontra l’ammasso. A volte questa distorsione provoca un ingrandimento, cosa utilissima per osservare le cose più distanti, a volte uno sdoppiamento. A questo effetto distorsivo contribuisce anche, anzi principalmente, la materia oscura; e più ce n’è, più l’effetto di distorsione è marcato e misurabile.

Nel corso delle analisi dei dati, i ricercatori notavano numerosi effetti di lente gravitazionale annidati, probabilmente prodotti dalla gravità di concentrazioni molto dense di materia all’interno delle singole galassie che andavano a costituire gli ammassi.
Misurando poi la velocità delle stelle all’interno delle galassie degli ammassi, i ricercatori hanno potuto fare anche una stima della quantità di materia oscura inclusa negli ammassi, come spiega Pietro Bergamini dell’INAF.
Confrontando queste misurazioni con quelle delle galassie simulate con masse simili e collocate alla stessa distanza, i ricercatori notavano le discrepanze: nelle simulazioni i ricercatori non notavano il livello di concentrazione di materia oscura che invece osservavano nei dati.

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