Gli astrofisici dell’University of Surrey e dell’University of Edinburgh hanno creato un nuovo metodo per misurare la quantità di materia oscura al centro di piccole galassie nane. La materia oscura costituisce la maggior parte della massa dell’universo, ma rimane ancora inafferrabile. A seconda delle sue proprietà, può essere concentrata ai centri delle galassie oppure distribuita su scale più grandi.
I vincoli più stretti sulla materia oscura provengono dalle galassie più piccole dell’universo, le galassie nane. Le più piccole contengono solo poche migliaia o decine di migliaia di stelle. Queste galassie minuscole, che orbitano vicino alla Via Lattea, sono costituite quasi interamente da materia oscura. Se si potesse mappare la distribuzione della materia oscura in queste galassie, potremmo ottenere nuove straordinarie informazioni sulla sua natura. Tuttavia, fino a poco tempo fa non esisteva un metodo per realizzare questa misurazione.
Ora gli scienziati dell’University of Surrey hanno sviluppato un nuovo metodo per calcolare la densità della materia oscura delle galassie nane, anche se non hanno gas e hanno poche stelle. Il metodo si basa sull’uso di uno o più ammassi stellari densi che orbitano vicino al centro della galassia nana. Gli ammassi stellari sono insiemi di stelle legate gravitazionalmente. A differenza delle galassie, gli ammassi stellari sono così densi che le loro stelle si disperdono le une dalle altre, favorendone la lenta espansione.
Il team di ricerca ha realizzato che il ritmo di questa espansione dipende dal campo gravitazionale in cui l’ammasso orbita e, quindi, dalla distribuzione della materia oscura nella galassia madre. Il team ha utilizzato molte simulazioni al computer per dimostrare come la struttura degli ammassi stellari sia sensibile al fatto che la materia oscura sia concentrata al centro delle galassie oppure sia distribuita. Il team ha poi applicato il metodo alla galassia nana appena scoperta, Eridanus II, trovando molta meno materia oscura al suo centro rispetto a quanto molti modelli avrebbero previsto.
Il Dott. Filippo Contenta (University of Surrey), principale autore dello studio, ha dichiarato: “Abbiamo sviluppato un nuovo strumento per scoprire la natura della materia oscura e i risultati sono entusiasmanti. Eridanus II, una delle galassie più piccole conosciute, ha meno materia oscura al centro di quanto previsto. Se arriveranno risultati simili da un campione più grande di galassie, questo potrebbe avere grandi implicazioni per la natura della materia oscura”.
Il Prof. Justin Read (University of Surrey), co-autore dello studio, ha aggiunto: “È difficile comprendere i nostri risultati per Eridanus II se la materia oscura comprende una particella “fredda” che interagisce debolmente (il modello attualmente preferito per la materia oscura). Una possibilità è che la materia oscura al centro di Eridanus II sia stata “scaldata” da una violenta formazione stellare, come suggerito da alcuni recenti modelli numerici. È più allettante, tuttavia, la possibilità che la materia oscura sia più complessa di quanto supposto finora”.
