Universo: gli scienziati hanno forse trovato la materia mancante

Gli scienziati possono finalmente aver trovato la materia mancante dell’Universo, ovvero 1/3 della materia luminosa esistente. Gli scienziati calcolando la quantità di materia che dovrebbe esistere nell’universo, hanno sempre ottenuto stime ampiamente al di sopra della quantità di materia effettivamente trovata.

Ma grazie a una nuova tecnica per la scansione del cosmo, gli scienziati credono di aver finalmente individuato tutto ciò che mancava.

La materia mancante: a caccia di barioni tra le stelle

Questa ricerca non ha ovviamente nulla a che fare con la materia oscura, la sostanza invisibile che costituisce circa l’85% della materia nell’universo. Ma si tratta della materia luminosa mancante, che costituisce tutte le stelle, i pianeti e altri oggetti celesti dell’Universo.

Alcuni ricercatori avevano già calcolato la composizione della materia barionica (idrogeno, elio e altre sostanze), nata subito dopo il Big Bang. Tra i primi 5 minuti e il primo miliardo di anni dopo il Big Bang la maggior parte della materia barionica si è trasformata in polvere cosmica, gas e corpi celesti. Ponendo tutta la massa di questa materia nell’Universo odierno, i ricercatori hanno notato che ne manca circa un terzo.

La materia mancante si trova nei filamenti di gas caldo degli WHIM

Secondo un’ipotesi, il terzo mancante di barioni andrebbe cercato nei filamenti di gas caldo (più o meno a 100.000 gradi Kelvin), nel cosiddetto Mezzo Intergalattico Tiepido-Caldo (Warm-Hot Intergalactic Medium WHIM). I barioni sono invisibili ai telescopi ottici, ma questo gas caldo si può osservare nello spettro UV.

“Trovando questa massa mancante, potremo risolvere uno dei maggiori rompicapi dell’astrofisica”, sostiene Orsolya Kovacs, astrofisica presso l’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). “Dov’è che l’Universo è riuscito a nascondere così della materia che compone le stelle, i pianeti e noi stessi?”

Impiegando una nuova tecnologia, gli scienziati del CfA, sono riusciti a trovare nuove convincenti prove sulla componente calda del WHIM.

L’analisi fondamentale del telescopio a raggi X della NASA, Chandra

La scoperta è stata fatta durante le osservazioni, con il telescopio Chandra X-Ray Observatory della NASA, sui filamenti di gas caldo che si trovano nel percorso tra la Terra ed un quasar posizionata a circa 3,5 miliardi di anni luce dal nostro Pianeta. In questo quasar, una sorgente luminosa di raggi X, gli astronomi hanno supposto che vi fosse anche il gas più caldo di cui è composto il WHIM, e che questo abbia assorbito parte dei raggi X del quasar.

Il problema è che il segnale di assorbimento del WHIM è piuttosto debole rispetto al volume totale dei raggi X del quasar ed è difficile da distinguere dalle fluttuazioni casuali. La squadra di Kovacs ha quindi concentrato l’attenzione solamente su determinate parti dello spettro, tentando di ridurre i risultati non veritieri. Hanno dapprima identificato le galassie in prossimità del quasar e disposte una distanza dalla Terra, uguale a quella delle regioni di gas caldo scoperte. Così facendo i ricercatori hanno trovato 17 possibili filamenti di gas caldo tra noi ed il quasar.

Poiché l’Universo è in espansione, qualsiasi assorbimento di raggi X da parte della materia contenuta in questi filamenti, si rifletterà in uno spostamento verso il rosso dello spettro. Il volume di questi spostamenti dipende dalla distanza dai filamenti: dunque, gli scienziati sono riusciti a capire dove cercare l’assorbimento del WHIM.

In base ai calcoli, tutta la materia potrebbe essere stata trovata

Estrapolando la quantità di ammassi di gas simili che sono là fuori, gli astronomi pensano di poter spiegare l’intera differenza tra i calcoli e le osservazioni dell’universo. Gli scienziati sono quindi giunti alla conclusione di aver trovato tutta la materia mancante che si nascondeva nel WHIM. In futuro gli astronomi intendono applicare il metodo, da loro elaborato, ad altri quasar. Questo confermerà se l’antico mistero è stato davvero svelato.

“Siamo rimasti entusiasti di essere riusciti a rintracciare parte di questa materia mancante”, ha detto Randall Smith, astronomo del CfA. “In futuro possiamo applicare questo stesso metodo ad altri dati quasar per confermare che questo mistero di lunga data è stato finalmente risolto”.

Sono necessari ulteriori studi per confermare queste nuove scoperte. Ma in caso di conferme, significa che gli scienziati hanno finalmente risolto uno dei misteri più confusi dell’universo.

A conclusioni simili giunse un anno fa, anche un altro gruppo di astrofisici. Con l’ausilio del telescopio Hubble, diretto su un quasar, hanno calcolato la densità del segnale di ossigeno ionizzato. Secondo loro anche questa potrebbe essere la materia barionica mancante.