Gli astronomi hanno scoperto un enorme filamento di gas caldo che collega quattro ammassi di galassie. Con una massa 10 volte maggiore della nostra galassia, il filamento potrebbe contenere parte della materia “mancante” dell’Universo, risolvendo un mistero che dura da decenni. Per effettuare la scoperta, gli astronomi hanno utilizzato i telescopi spaziali XMM-Newton dell’Agenzia spaziale europea e Suzaku X-ray della JAXA. Oltre un terzo della materia “normale” nell’Universo locale – la materia visibile che compone stelle, pianeti, galassie, la vita – è mancante. Non è ancora stata osservata, ma è necessaria per il corretto funzionamento dei nostri modelli del cosmo.
Tali modelli suggeriscono che questa materia sfuggente potrebbe esistere in lunghe catene di gas, o filamenti, che collegano le sacche più dense dello spazio. Sebbene abbiamo già individuato filamenti in precedenza, è difficile comprenderne le proprietà; sono tipicamente deboli, il che rende difficile isolare la loro luce da quella di galassie, buchi neri e altri oggetti nelle vicinanze. Una nuova ricerca è tra le prime a fare proprio questo, individuando e caratterizzando con precisione un singolo filamento di gas caldo che si estende tra quattro ammassi di galassie nell’Universo vicino.
Le dichiarazioni
“Per la prima volta, i nostri risultati corrispondono esattamente a ciò che osserviamo nel nostro modello principale del cosmo, qualcosa che non era mai accaduto prima”, afferma Konstantinos Migkas, ricercatore capo dell’Osservatorio di Leida nei Paesi Bassi. “Sembra che le simulazioni fossero corrette fin dall’inizio”.
Con una temperatura di oltre 10 milioni di gradi, il filamento contiene circa 10 volte la massa della Via Lattea e collega quattro ammassi di galassie: due a un’estremità, due all’altra. Tutti fanno parte del Superammasso di Shapley, un insieme di oltre 8000 galassie che forma una delle strutture più massicce dell’Universo vicino. Il filamento si estende in diagonale allontanandosi da noi attraverso il superammasso per 23 milioni di anni luce, il che equivale a percorrere l’intera Via Lattea da un’estremità all’altra circa 230 volte.
Konstantinos e colleghi hanno caratterizzato il filamento combinando le osservazioni a raggi X di XMM-Newton e Suzaku e analizzando i dati ottici di molti altri. I due telescopi a raggi X si sono rivelati partner ideali. Suzaku ha mappato la debole luce a raggi X del filamento su un’ampia regione di spazio, mentre XMM-Newton ha individuato con estrema precisione le sorgenti di raggi X contaminanti – ovvero i buchi neri supermassicci – presenti all’interno del filamento.
“Grazie a XMM-Newton siamo riusciti a identificare e rimuovere questi contaminanti cosmici, quindi sapevamo di stare osservando il gas nel filamento e nient’altro”, aggiunge il coautore Florian Pacaud dell’Università di Bonn, in Germania. “Il nostro approccio ha avuto davvero successo e rivela che il filamento è esattamente come ci aspettavamo dalle nostre migliori simulazioni su larga scala dell’Universo”.
Oltre a rivelare un’enorme e inedita trama di materia che attraversa il cosmo vicino, la scoperta mostra come alcune delle strutture più dense ed estreme dell’Universo, gli ammassi di galassie, siano collegate attraverso distanze colossali. Inoltre, getta luce sulla natura stessa della “rete cosmica”, la vasta e invisibile ragnatela di filamenti che sostiene la struttura di tutto ciò che vediamo intorno a noi.
“Questa ricerca è un ottimo esempio di collaborazione tra telescopi e crea un nuovo punto di riferimento su come individuare la luce proveniente dai deboli filamenti della rete cosmica”, aggiunge Norbert Schartel, scienziato del progetto XMM-Newton dell’ESA. “Fondamentalmente, rafforza il nostro modello standard del cosmo e convalida decenni di simulazioni: sembra che la materia ‘mancante’ possa davvero nascondersi in fili difficili da vedere intrecciati nell’Universo”. Ricostruire un quadro accurato della rete cosmica è il compito della missione Euclid dell’ESA. Lanciata nel 2023, Euclid sta esplorando la struttura e la storia di questa rete. La missione sta anche scavando a fondo nella natura della materia e dell’energia oscura – nessuna delle quali è mai stata osservata, nonostante rappresenti ben il 95% dell’Universo – e collabora con altri investigatori dell’Universo oscuro per risolvere alcuni dei più grandi e antichi misteri cosmici.
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