Spazio: creata una nuova mappa della materia oscura, svela “ponti” tra le galassie

Un team di astrofisici ha creato una nuova mappa di distribuzione della materia oscura, svelando l'esistenza di ponti nascosti tra le galassie

Un team di astrofisici ha creato una nuova mappa di distribuzione della materia oscura utilizzando un metodo di deep learning basato su reti neurali e i dati su posizioni e velocità delle galassie nell’Universo locale.
L’80% della materia nell’universo è in forma di materia oscura che comprende lo scheletro della struttura su larga scala chiamata rete cosmica“, ha spiegato Donghui Jeong, astrofisico del Dipartimento di Astronomia e Astrofisica e dell’Institute for Gravitation and the Cosmos presso la Pennsylvania State University. “Poiché la rete cosmica determina il movimento di tutta la materia nelle galassie e nei mezzi intergalattici attraverso la gravità, conoscere la distribuzione della materia oscura è essenziale per studiare la struttura su larga scala“. “Tuttavia, la struttura dettagliata della rete cosmica è sconosciuta perché è dominata dalla materia oscura e dai mezzi intergalattici tiepidi-?caldi, difficili da individuare“.
Nello studio, Jeong e colleghi hanno adottato un approccio completamente diverso, utilizzando l’apprendimento automatico per costruire un modello che utilizza le informazioni sulla distribuzione e il movimento delle galassie per prevedere la distribuzione della materia oscura. Hanno costruito e istruito il loro modello utilizzando un ampio set di simulazioni di galassie, chiamato Illustris-TNG, che include galassie, gas, altra materia visibile e materia oscura. Hanno selezionato in modo specifico galassie simulate paragonabili a quelle della Via Lattea e alla fine hanno identificato quali proprietà delle galassie sono necessarie per prevedere la distribuzione della materia oscura.
Quando vengono fornite determinate informazioni, il modello può essenzialmente colmare le lacune in base a ciò che ha esaminato prima“, ha spiegato Jeong. “La mappa dei nostri modelli non si adatta perfettamente ai dati di simulazione, ma possiamo comunque ricostruire strutture molto dettagliate“. “Abbiamo scoperto che includere il movimento delle galassie – le loro peculiari velocità radiali – oltre alla loro distribuzione, ha migliorato drasticamente la qualità della mappa e ci ha consentito di vedere questi dettagli”.
I ricercatori hanno quindi applicato il loro modello a dati reali dell’Universo locale dal catalogo di galassie Cosmicflow-3.
La mappa ha successivamente riprodotto strutture prominenti note nell’Universo locale, incluso il Foglio Locale (una regione di spazio contenente la Via Lattea, galassie vicine nel Gruppo Locale e galassie nell’ammasso della Vergine) e il Vuoto Locale (una regione relativamente vuota accanto al Gruppo Locale). Inoltre, la mappa ha identificato diverse nuove strutture che richiedono ulteriori indagini, comprese strutture filamentose più piccole che collegano le galassie.

Avere una mappa locale della rete cosmica apre un nuovo capitolo dello studio cosmologico,” ha affermato Jeong. “Possiamo studiare come la distribuzione della materia oscura si relaziona ad altri dati sulle emissioni, il che ci aiuterà a comprendere la natura della materia oscura“. “Possiamo studiare direttamente queste strutture filamentose, questi ponti nascosti tra le galassie“.

I risultati della ricerca sono stati pubblicati su Astrophysical Journal.