I mini-aloni di materia oscura sparsi per tutto il Cosmo potrebbero funzionare come sonde altamente sensibili dei campi magnetici primordiali. È quanto emerge da uno studio teorico condotto dalla SISSA e pubblicato su “Physical Review Letters“. Presenti su scale immense, i campi magnetici si trovano ovunque nell’Universo. Tuttavia, la loro origine è ancora oggetto di dibattito tra gli studiosi. Una possibilità intrigante è che i campi magnetici abbiano avuto origine nei primi istanti dell’universo stesso, cioè siano campi magnetici primordiali. Nello studio, i ricercatori hanno mostrato che se i campi magnetici sono effettivamente primordiali, potrebbero causare un aumento delle perturbazioni nella densità di materia oscura su piccole scale. L’effetto finale di questo processo è la formazione di mini-aloni di materia oscura, i quali, se rilevati, farebbero pensare a una natura primordiale dei campi magnetici. Quindi, in un’apparente contraddizione, la parte invisibile del nostro Universo potrebbe essere utile per risolvere la natura di una componente di quella visibile.
Fare luce sulla formazione dei campi magnetici
“I campi magnetici sono onnipresenti nel Cosmo“, spiega Pranjal Ralegankar della SISSA, autore della ricerca. “Una possibile teoria sulla loro formazione suggerisce che quelli osservati finora potrebbero essere stati prodotti nelle prime fasi del nostro Universo. Tuttavia, questa proposizione manca di spiegazioni nel modello standard della fisica. Per fare luce su questo aspetto e trovare un modo per rilevare i campi magnetici ‘primordiali’, con questo lavoro proponiamo un metodo che potremmo definire ‘indiretto’. Il nostro approccio si basa su una domanda: quale è l’influenza dei campi magnetici sulla materia oscura?” È noto che non c’è interazione diretta. Tuttavia, come spiega Ralegankar, “c’è un’interazione indiretta che avviene attraverso la gravità“.
Fin dall’Universo primordiale
I campi magnetici primordiali possono potenziare le perturbazioni di densità di elettroni e protoni nell’universo primordiale. Quando queste diventano troppo grandi, influenzano i campi magnetici stessi. La conseguenza è la soppressione delle fluttuazioni su piccola scala. Ralegankar spiega: “Nello studio, mostriamo qualcosa di inaspettato. La crescita nella densità di barioni induce gravitazionalmente la crescita delle perturbazioni di materia oscura senza la possibilità di successiva cancellazione. Ciò comporta il loro collasso su piccola scala, producendo mini-aloni di materia oscura“. La conseguenza, continua l’autore, è che anche se le fluttuazioni nella densità di materia barionica vengono annullate, lasciano tracce attraverso i mini-aloni, tutto solo attraverso interazioni gravitazionali. “Queste conclusioni teoriche“, conclude Pranjal Ralegankar, “suggeriscono anche che l’abbondanza di mini-halos è determinata non dalla presenza attuale dei campi magnetici primordiali, ma piuttosto dalla loro forza nell’Universo primordiale. Quindi, una rilevazione di mini-halos di materia oscura rafforzerebbe l’ipotesi che i campi magnetici si siano formati molto presto, addirittura entro 1 secondo dopo il Big Bang.”
