Materia oscura: finalmente potrebbe rivelarsi grazie le interazioni personali

Nonostante esistano innumerevoli prove dell’esistenza della materia oscura, ossia la forma misteriosa che domina le galassie, gli esperti dell’Universo devono ancora analizzare meglio al riguardo, facendo delle osservazioni su di essa. Tuttavia la ricerca non finisce qui; un’ipotesi sulla materia oscura e la sua esistenza è che quest’ultima ha delle interazioni personali, significando che le particelle interagiscano leggermente fra di loro.

Se questo fosse vero, ci sarebbero una miriade di sottili indizi di osservazione per l’esistenza di questa sottoclasse di materia oscura. Quando gli astronomi osservano un ammasso di galassie distanti, ad esempio, possono anche vedere un po’ di luce proveniente da galassie ancora più lontane che passano attraverso l’ammasso. La massa di questo insieme di galassie è cosi grande tanto da deformare il tessuto dello spazio intorno ad esso.

Materia oscura, le interazioni personali potrebbero spiegare la sua esistenza

Questo distorce le immagini delle galassie sullo sfondo, trasformandole dalla familiare girandola e dalle strutture ellittiche in lunghi serpenti sinuosi e altre forme divertenti. Gli astronomi possono ricostruire quelle immagini distorte e utilizzare quella ricostruzione per determinare quanta massa c’è in un ammasso e dove è ammassato. Più in generale la materia oscura che interagisce ha un’insieme diverso quella che non interagisce. La materia oscura non interagente continuerà ad accumularsi fino a densità incredibilmente alte nei nuclei degli ammassi di galassie, perché non c’è nient’altro lì per fermarlo. Tuttavia quando la materia oscura interagisce con se stessa, questo rallenta il processo di costruzione del nucleo e appiana le cose nelle parti interne di un ammasso.

Osservazioni cosi dettagliate, come ad esempio quelle mostrate dal Telescopio Webb, potrebbero fornire un indizio sull’esistenza della materia oscura. Contrariamente alle lenti gravitazionali forti, le lenti deboli non richiedono un’ostruzione massiccia. Invece, mentre la luce di molte galassie lontane si fa strada attraverso il cosmo, la gravità accumulata di tutte le galassie e di altri oggetti a cui la luce passa vicino durante il suo viaggio lo altera in piccoli modi. Ad esempio, le galassie in una particolare direzione possono apparire un po’ più rotonde o più grasse delle galassie in altre direzioni.

Cambiamento delle curve di rotazione delle galassie

Gli astronomi sono molto entusiasti del lancio del telescopio spaziale Nancy Grace Roman, che fornirà mappe dettagliate a lente debole dell’universo vicino e potrebbe dirci se la materia oscura è auto-interagita. Ancora una volta siccome la materia oscura auto-interagente si accumula in modo diverso rispetto a quella che non reagisce, questo può portare ad un cambiamento delle curve di rotazione delle galassie. Per tutta la durata della loro vita di miliardi di anni, il materiale piove costantemente su ogni galassia dai suoi dintorni. In altre parole, ogni galassia sta nuotando in un oceano di cose. Questo materiale può includere sia materia normale che materia oscura.

Quando questa materia interagisce con se stessa fa si che la materia oscura di una galassia si trascini leggermente dietro la materia normale. Future osservazioni dettagliate delle galassie potrebbero rivelare una curvatura nel disco che solo la materia oscura auto-interagente può spiegare. Il fatto che la materia oscura sia alla periferia del sistema ci dice che la materia oscura non interagisce spesso con se stessa; altrimenti si sarebbe aggrovigliato al centro accanto al gas. Il Bullet Cluster e altri ammassi simili consentono agli astronomi di porre limiti alla forza con cui la materia oscura può interagire con se stessa. Più osservazioni porteranno a limiti più precisi e forse anche a prove positive di materia oscura auto-interagente, se ciò fornisce un adattamento migliore per le osservazioni.

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