Una corrente stellare distante offre un nuovo modo per mappare la materia oscura

Gli astronomi hanno identificato una debole scia di stelle in una galassia oltre la Via Lattea, segnando la prima rilevazione di una corrente stellare proveniente da un ammasso globulare al di fuori della nostra galassia. L’osservazione dimostra inoltre che queste strutture delicate possono essere utilizzate per studiare la materia oscura in galassie distanti.

Il team di ricerca internazionale era guidato da Julie Kiel Holm del Niels Bohr Institute e da Sarah Pearson di DTU Space. I risultati sono stati pubblicati su Nature, secondo ScienceDaily, che ha riferito sui materiali forniti dall’Università di Copenaghen.

La corrente si trova in UGC9050-Dw1, una galassia ultra-diffusa. Galassie di questo tipo emettono pochissima luce, rendendo difficile studiare sia la galassia sia la stretta struttura stellare al suo interno. I ricercatori hanno utilizzato la corrente appena identificata per stimare la massa complessiva della galassia e il modo in cui tale massa è distribuita al suo interno.

I loro risultati indicano che UGC9050-Dw1 contiene una quantità consistente di materia oscura, in linea con studi precedenti sulle galassie ultra-diffuse. L’importanza dello studio non risiede soltanto nella scoperta della corrente, ma anche nella dimostrazione che una tecnica utilizzata in precedenza nella Via Lattea può funzionare in un’altra galassia.

Una scia modellata dalla gravità

Gli ammassi globulari sono gruppi densi di stelle tenuti insieme dalla loro gravità reciproca. Mentre un ammasso attraversa la sua galassia ospite, il campo gravitazionale della galassia più grande può gradualmente strappare via alcune stelle. Nel tempo, queste stelle formano una corrente lunga e sottile lungo il percorso dell’ammasso.

La struttura di una corrente riflette le forze gravitazionali che agiscono su di essa. Esaminandone la forma e il movimento, gli astronomi possono dedurre come è distribuita la materia nella galassia circostante. Questo rende le correnti stellari indicatori indiretti utili della materia oscura, che non può essere osservata direttamente.

Si ritiene che la materia oscura costituisca circa l’80-85 percento di tutta la materia nell’universo, sebbene la sua natura fondamentale rimanga sconosciuta. La sua presenza viene dedotta attraverso la gravità, compresi gli effetti che esercita sulle stelle e su altro materiale visibile. Le correnti stellari offrono un altro modo per tracciare tali effetti, perché il loro sviluppo dipende dall’ambiente gravitazionale che le circonda.

Fino a poco tempo fa, le correnti erano difficili da individuare perché sono straordinariamente deboli. Indagini astronomiche più estese, raccolte più ampie di osservazioni e tecniche analitiche migliorate stanno ora rendendo possibile rilevare e studiare strutture che in precedenza sarebbero rimaste inosservate.

Estendere un metodo della Via Lattea

Prima di questo risultato, l’uso delle correnti degli ammassi globulari per studiare la materia oscura era stato limitato alla Via Lattea. Questa limitazione significava che, nel valutare come tali strutture potessero rivelare la distribuzione della massa invisibile, gli astronomi disponevano di informazioni provenienti da una sola galassia.

L’osservazione in UGC9050-Dw1 estende il metodo a un diverso contesto galattico. Le galassie ultra-diffuse sono obiettivi particolarmente preziosi perché il loro aspetto debole solleva interrogativi sulla quantità di materia oscura che contengono e sulla sua disposizione. La nuova analisi offre un ulteriore metodo per affrontare queste questioni.

Holm ha affermato che il lavoro dimostra come uno strumento messo a punto attraverso gli studi sulla Via Lattea possa essere applicato a galassie in cui la materia oscura è stata tradizionalmente molto più difficile da misurare. Pearson ha dichiarato che il risultato rende possibile cercare correnti simili in altre galassie e, alla fine, valutare il contenuto di materia oscura di una popolazione più ampia di sistemi ultra-diffusi.

I ricercatori sottolineano che lo studio attuale riguarda una sola galassia. Ciononostante, la conferma che il metodo funziona oltre la Via Lattea potrebbe consentire confronti tra galassie con proprietà diverse. Questi confronti potrebbero aiutare gli astronomi a sviluppare un quadro più ampio di come la materia oscura è distribuita e di come si comporta nell’universo.

Altre scoperte in arrivo

Il numero di esempi conosciuti potrebbe aumentare man mano che nuovi osservatori esaminano galassie deboli e le strutture che le circondano. Si prevede che il telescopio spaziale Euclid e il telescopio spaziale Nancy Grace Roman forniranno osservazioni che potrebbero aiutare a rivelare ulteriori correnti stellari.

Un campione più ampio offrirebbe ai ricercatori maggiori opportunità di verificare il rapporto tra le caratteristiche delle correnti, la struttura delle galassie e la materia oscura. Per ora, l’osservazione della corrente in UGC9050-Dw1 stabilisce che uno dei più utili traccianti gravitazionali della Via Lattea può essere applicato anche a distanze maggiori e in un tipo di galassia nettamente diverso.