Una galassia nan fatta quasi interamente di materia oscura potrebbe aiutare a risolvere un noto problema cosmologico.
Mentre tra gli scienziati imperversa il dibattito sulla correttezza del Modello Cosmologico Standard che è ancora allo studio su alcuni punti non chiari, è stata trovata una galassia fatta quasi interamente di materia oscura. La galassia possiede una massa stellare molto piccola se non quasi nulla. Galassie come queste sono chiamate “galassie oscure”, contengono nubi di gas ma pochissime stelle, forse nessuna, ed è l’unica nel suo genere trovata nel gruppo locale.
Tutte le galassie sono costituite principalmente da materia oscura. La materia visibile, come stelle, gas e polvere, costituisce solo una piccola percentuale della massa di una galassia. Ma galassie come questa, denominata FAST J0139+4328, sono ancora più estreme, e la sua bassa luminosità suggerisce che non ci siano stelle, solo nubi di gas. Gli astronomi che l’hanno scoperta affermano che la galassia si presenta “senza alcuna controparte ottica”.
La galassia oscura
Gli astronomi hanno scoperto la nuova galassia oscura grazie ai telescopi FAST e Pan-STAARS, si tratta di una tipica galassia a disco ma ha una magnitudine estremamente bassa e una massa stellare ridotta. I risultati hanno fornito prove osservative che FAST J0139+4328 è una galassia nana oscura isolata che per la prima volta è stata rilevata nell’universo vicino.
Il suo valore di redshift la colloca tra circa il milione e gli 1,25 milioni di anni luce di distanza. È composta prevalentemente da una nuvola di idrogeno neutro (Hi) piuttosto che da idrogeno ionizzato o idrogeno molecolare.
L’attuale Modello Cosmologico Standard ci spiega la relazione tra materia oscura e galassie. Gli aloni di materia oscura contengono galassie come se la materia oscura fornisse la struttura per la formazione delle stesse. L’alone avvolge l’intero disco galattico e si estende oltre il bordo della galassia visibile. Gli astronomi non possono vedere la materia oscura, ma ne deducono l’esistenza a causa dei suoi effetti sugli oggetti che la circondano. E gli aloni svolgono un ruolo fondamentale nella formazione e nell’evoluzione delle galassie secondo i nostri modelli attuali.
Le galassie oscure come questa sono delle autentiche stranezze.
Gli astronomi pensano che il loro gas non sia riuscito a formare le stelle. Ecco perché gli astronomi le ritengono fondamentali per capire come si formano ed evolvono le galassie. Le galassie oscure ricche di gas potrebbero infatti riflettere il primo stadio della formazione delle galassie.
I conti non tornano
Questa galassia nana oscura e altre simili ad essa potrebbe anche aiutare a risolvere un noto problema in cosmologia. Il modello Cold Dark Matter (CDM) prevede infatti che dovrebbero esserci più galassie nane di quante gli astronomi siano stati in grado di osservare sino ad oggi. Questa discrepanza è nota come “il problema del satellite mancante” o anche “il problema della galassia nana”.
Secondo le osservazioni, la Via Lattea possiede 11 galassie nane e l’intero Gruppo Locale circa 38. Ma le simulazioni della materia oscura mostrano che le galassie nane, come satelliti della sola Via Lattea, dovrebbero essere oltre 500. Le galassie nane oscure come questa potrebbero dunque colmare questa lacuna e rafforzare la nostra comprensione della materia oscura e del cosmo stesso.
E mentre le galassie nane oscure come questa sono decisamente strane, non sono le uniche.
Gli astronomi hanno anche scoperto galassie che contengono poca o nessuna materia oscura, sebbene questa scoperta sia ancora controversa.
Nel 2018 un team di ricercatori pubblicò su Nature un articolo sulla galassia NGC 1052 DF2 che risultava priva di materia oscura. NGC1052-DF2 dimostrò che la materia oscura non è sempre accoppiata con la materia barionica su scale galattiche e un successivo articolo pubblicato nel 2019 annunciò il rilevamento di un’altra galassia priva di materia oscura nella stessa regione chiamata NGC 1052 DF4.
Ora gli autori di questa scoperta spiegano l’importanza di trovare una galassia nana oscura. Queste galassie nane oscure potrebbero semplicemente non avere abbastanza materia oscura per trattenere il loro gas. Potrebbe essere che la quantità di gas sia troppo piccola per innescare l‘instabilità di Toomre nel disco rotante della galassia. Senza stelle, queste galassie nane oscure sono estremamente deboli e difficili da rilevare e possono essere osservate solo cercando idrogeno neutro piuttosto che mediante radiazioni elettromagnetiche.
Si prevede che i futuri sondaggi HI con alta sensibilità e risoluzione contribuiranno notevolmente alla nostra comprensione dell’assenza di galassie ultra-deboli riuscendo probabilmente a rintracciare ciò che ora risulta mancante.
Riferimenti: Universe Today, ArXiv
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