Sapere Scienza

Sapere Scienza

Secondo un nuovo studio pubblicato sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, l'attraversamento della materia oscura da parte della Terra potrebbe condurre a un riscaldamento supplementare del nucleo del nostro Pianeta e potrebbe perturbare l'orbita delle comete. Eventi che sono entrambi collegati con le estinzioni di massa.

L'Universo si trova in una fase di espansione accelerata, ossia la velocità con cui si espande sta aumentando. Questa scoperta venne fatta nel 1998 da Saul Perlmutter, Brian Schmidt e Adam Riess, che ottennero nel 2011 il Premio Nobel per la Fisica. Gli scienziati hanno misurato oggi, nel modo più preciso mai fatto, il tasso di questa espansione e il risultato trovato è stato sorprendente.

Una delle maggiori sfide della scienza e della tecnologia è la ricerca diretta della materia oscura. L'esperimento XENON1T dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare ha permesso di raccogliere dei risultati incoraggianti, presentati al pubblico recentemente e sottomessi alla rivista Physics Review Letters. Cos'è la materia oscura e perché è così difficile studiarla? Scopriamolo insieme.

Dopo una pausa di due anni, a marzo riprenderà a funzionare il Large Hadron Collider (LHC) del CERN che, secondo quanto annunciato durante un incontro al meeting annuale dell'American Association for the Advancement of Science, potrebbe svelare misteri legati all'antimateria e alla materia oscura entro la fine dell'anno.

Ci siamo. L'acceleratore LHC, che di recente ha permesso di scoprire il bosone di Higgs, la sfuggente particella di Dio, sta per ripartire. Oggi la conferenza stampa del Direttore Generale del CERN Rolf Heuer. 

Ha il nome della celebre protagonista di Star Wars, Padmé Amidala, la madre di Luke Skywalker e Leia Organa, e anche lui avrà a che fare con qualcosa di oscuro: non si tratterà di Darth Vader o della Morte Nera ma di una particolare particella. Stiamo parlando dell'esperimento PADME (Positron Annihilation into Dark Matter Experiment) che studierà le interazioni prodotte da positroni accelerati all'energia di 550 MeV dall'acceleratore lineare (LINAC-LINear ACcelerator), dei Laboratori Nazionali di Frascati dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, alla ricerca della materia oscura. Inaugurato il 4 ottobre 2018, PADME potrebbe svelare per la prima volta l'esistenza di una "nuova forza" a cui sarebbe associata una particella chiamata fotone oscuro, grazie a un apparato di misura piccolo ma estremamente preciso, in grado di osservare la produzione del fotone oscuro in collisioni di antielettroni con gli elettroni del bersaglio.

Un team internazionale di scienziati, guidato da un gruppo di astrofisici della Durham University, ha osservato una galassia con una sorta di strascico di materia oscura. Questo attardarsi della materia oscura è il primo potenziale segno di una sua possibile interazione con una forza diversa da quella di gravità.

Gli scienziati sono impegnati da tempo nella caccia alla materia oscura, una misteriosa sostanza che si pensa permei l'intero Universo e che manifesta la sua presenza solo attraverso i suoi effetti (in particolare, la spinta gravitazionale). I modelli dell'Universo attualmente disponibili ci dicono inoltre che la materia ordinaria che abbiamo osservato finora è circa la metà di quella che dovrebbe esistere: la metà che non vediamo è la materia oscura. Due team sembrano essre riusciti, separatamente, a trovare questa materia fatta di particelle chiamate "barioni" e che in teoria potrebbe essere localizzata in strutture filiformi che legano insieme alcune galassie attraverso filamenti di gas molto caldo. "Il problema del barione mancante è risolto" afferma con sicurezza Hideki Tanimura, dell'Istituto di Astrofisica Spaziale di Orsay, Francia, a capo di uno dei gruppi di ricerca. L'altro gruppo, invece, è quello di Anna de Graaff, dell'Università di Edinburgo, Regno Unito.

 

L'effetto Sunyaev-Zel’dovich

Poiché questo gas che si ipotizza congiunga le galassie è estremamente tenue e non abbastanza caldo per essere avvistato dai telescopi a raggi X, non era mai stato osservato prima da nessuno. Finora, dunque, la sua esistenza è stata una pura ipotesi speculativa. I due gruppi, per riuscire a dimostrare che i filamenti di gas congiungono davvero le galassie, hanno sfruttato un fenomeno noto come "effetto Sunyaev-Zel’dovich" che si verifica quando una luce antica, che risale al Big Bang, passa attraverso questo caldo gas. Man mano che la luce primordiale viaggia, alcuni elettroni si perdono nel gas, lasciando una particolare traccia nella radiazione cosmica di fondo.

 

Le coppie di galassie

I team hanno selezionato coppie di galassie dallo Sloan Digital Sky Survey che ci si aspetta siano connesse da filamenti di barioni e, sfruttando le rilevazioni del satellite Planck relative a queste coppie e alla radiazione cosmica di fondo, gli scienziati avrebbero trovato prove della loro esistenza. In particolare, il team di Tanimura ha analizzato 260 mila coppie di galassie e quello di de Graaff è arrivato a un milione di coppie. Il gruppo di Tanimura ha scoperto che questi filamenti di gas erano tre volte più densi della media della materia "normale" dell'Universo e quello di de Graaff ha trovato che erano sei volte più densi, il che porta a concludere che il gas, in determinate aree, può essere effettivamente denso abbastanza da formare filamenti. Le differenze nella densità, secondo Tanimura, sono consistenti col fatto che i gruppi sono andati alla ricerca di filamenti a diverse distanze. Gli articoli sono stati pubblicati su arXiv.

Pagina 2 di 3

petrocelli

Questo sito utilizza cookie, anche di terze parti, per migliorare la tua esperienza di navigazione. Se vuoi saperne di più consulta l'informativa estesa. Cliccando su ok acconsenti all'uso dei cookie.