Il mistero della materia “mancante” dell’Universo potrebbe essere stato risolto: ecco dove si trova

Illustrazione dei filamenti di gas intergalattico dove si nasconderebbe la materia "mancante" / Credit: Illustris Collaboration/Illustris Simulation

Il mistero della materia “mancante” dell’Universo, la materia ordinaria che per anni è sfuggita all’osservazione degli astronomi, potrebbe essere stato finalmente risolto: un team di ricerca ha individuato una delle strutture cosmiche in cui si nasconderebbe gran parte di questa materia “mancante” – da non confondere con la materia oscura, la sostanza che rimane di fatto invisibile perché non interagisce con la luce.

Questa struttura è un enorme filamento di gas incandescente che collega quattro ammassi di galassie, che fanno tutti parte del Superammasso di Shapley, l’insieme di oltre 8.000 galassie che forma una delle strutture più massicce dell’Universo locale. Il filamento si estende per 23 milioni di anni luce (230 volte la lunghezza della Via Lattea) ed ha una temperatura di oltre 10 milioni di gradi, ma è straordinario anche anche per la sua massa, che è 10 volte superiore a quella della Via Lattea, contenendo gran parte della materia “mancante” dell’universo locale.

I dettagli del filamento scoperto nell’ammasso di Stapley sono stati illustrati in uno studio appena pubblicato sulla rivista Astronomy & Astrophysics.

Dove si trova la materia “mancante” dell’universo

Gran parte della materia “mancante” dell’universo – la materia ordinaria (composta da elettroni , protoni e neutroni, chiamati collettivamente barioni) che dovrebbe essere presente nel cosmo ma che finora è sfuggita alle osservazioni – sembra trovarsi in enormi filamenti di gas che collegano le più grandi strutture del cosmo. Questi filamenti, già individuati in precedenza, hanno una bassissima emissione elettromagnetica di raggi X, il che ha finora reso difficile la loro osservazione rispetto ad altre fonti, come galassie e quasar alimentati da buchi neri.

Un team internazionale di astronomi, guidato da Konstantinos Migkas, ricercatore capo dell’Osservatorio di Leida, nei Paesi Bassi, è però riuscito per la prima volta a determinare le proprietà di uno di questi filamenti, combinando le osservazioni a raggi X del telescopio spaziale XMM-Newton dell’Agenzia spaziale europea (ESA) con quelle del satellite Suzaku X-ray della Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA): mentre il Suzaku X-ray ha mappato i raggi X in una vasta regione dello spazio, il telescopio XMM-Newton ha prodotto uno zoom sui raggi X provenienti dai buchi neri supermassicci disseminati 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 – ha spiegato l’astronomo 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 migliori simulazioni”.

La materia “mancante” esiste davvero

Oltre a rivelare l’enorme e inedita trama di materia “mancante” che attraversa l’universo locale, la scoperta del filamento nel Superammasso di Shapley ha mostrato come alcune delle strutture più dense ed estreme del cosmo, gli ammassi di galassie, siano collegate attraverso distanze colossali.

La scoperta ha inoltre fatto luce sulla natura stessa di questa “rete cosmica”, il vasto e invisibile sistema di filamenti che sostiene la struttura di tutto ciò 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 – ha aggiunto 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 filamenti intrecciati nell'Universo”.