Le galassie possono essere osservate in varie forme e dimensioni, anche se gli ”ingredienti di base” e le caratteristiche sono abbastanza ricorrenti. In pratica c’è, di solito, un grande buco nero al centro, molte stelle e gas, e una generosa porzione di materia oscura che aiuta a tenere insieme il tutto. Mentre la materia oscura è invisibile, per ovvi motivi, le stelle, il gas e il nucleo vorticoso di materiale riscaldato risaltano per la luminosità che sprigionano. Tuttavia, una galassia nana appena scoperta, situata a soli 94 milioni di anni luce di distanza, ha disatteso le aspettative. Si chiama FAST J0139+4328 e non emette luce visibile. FAST J0139+4328 sembra essere quella che è conosciuta come una galassia oscura. A parte una piccola porzione di stelle, la galassia sembra essere costituita quasi interamente da materia oscura. Un documento che descrive la scoperta è stato accettato per la pubblicazione su The Astrophysical Journal Letters ed è disponibile sul server di prestampa arXiv. “Questi risultati forniscono prove osservative che FAST J0139+4328 è una galassia nana oscura isolata“, scrive un team di astronomi guidato da Jin-Long Xu dell’Accademia cinese delle scienze di Pechino. “Si tratta della prima volta che una galassia oscura isolata è stata rilevata nell’Universo vicino.” La materia oscura è attualmente la spiegazione principale per una strana discrepanza tra la quantità di materia ”normale”, o barionica, osservata negli angoli dell’Universo e la forza di gravità richiesta per tenerla insieme. In parole povere, non c’è abbastanza materia barionica per spiegare tutta la gravità. Le galassie girano così velocemente che dovrebbero allontanarsi senza che nulla le leghi tutte insieme. Qualunque cosa sia responsabile di questa gravità extra rimane ignota. Non sembra interagire con la materia normale in alcun modo se non attraverso la gravità; né emette alcuna forma di radiazione che possiamo attualmente rilevare. Semplicemente non possiamo vedere la fonte di questa massa extra. Tuttavia, riservare uno spazio a qualche tipo di materiale sconosciuto aiuta molto a risolvere i problemi che osserviamo.
Tuttavia, neanche la teoria della materia oscura è perfetta. Uno dei problemi è una discrepanza tra le simulazioni della distribuzione della materia oscura nell’Universo e il numero di galassie nane che vediamo là fuori in orbita attorno a galassie più grandi. Ci sono molte meno galassie nane di quanto suggeriscano le simulazioni. Questo aspetto è noto come il ”problema della galassia nana”. È possibile che semplicemente non siamo in grado di rilevare alcuni tipi di galassie nane, come quelle con pochissime stelle, costituite principalmente da gas e materia oscura. Trovarne un numero sufficiente aiuterebbe a risolvere l’intera carenza di galassie nane. Sono state identificate alcune galassie oscure candidate, ma sono molto vicine ad altre strutture, il che le rende difficili da distinguere dai grumi di detriti strappati via da forze gravitazionali più forti. Un candidato ideale per la galassia oscura andrebbe alla deriva da solo, isolato nello spazio, dove la sua identità non potrebbe essere confusa. Per cercare una galassia del genere, Xu e i suoi colleghi hanno utilizzato il radiotelescopio sferico con apertura di cinquecento metri (FAST) in Cina ed usato il telescopio durante le lacune nel suo programma di osservazione come progetto di “riempimento” per condurre una ricerca dell’emissione radio di grandi nubi di gas di idrogeno atomico neutro (HI) nello spazio intergalattico, alla ricerca di caratteristiche coerenti con una galassia. E hanno avuto un successo: le onde radio emesse da una nube di HI a 94 milioni di anni luce di distanza erano coerenti con una galassia a disco rotante, senza la luce ottica che ci si aspettava da una galassia. Le successive osservazioni nell’infrarosso e nell’ultravioletto hanno rivelato una debole presenza di stelle. Tutti insieme, i dati hanno permesso ai ricercatori di determinare le proprietà della galassia, che hanno chiamato FAST J0139+4328. Secondo i calcoli del team, la galassia ha un limite superiore di 690.000 masse solari di stelle e contiene 83 milioni di masse solari di HI. La massa barionica totale della galassia è di circa 110 milioni di masse solari. Questa, tuttavia, rappresenta solo una goccia nell’oceano della massa totale della galassia. Il team ha calcolato la velocità di rotazione di FAST J0139+4328, e da quella la sua massa totale, che è arrivata a 5,1 miliardi di masse solari. Ciò significherebbe che la galassia è composta per circa il 98% da materia oscura. Si prevede che altri scienziati tenteranno di confermare la natura dell’oggetto. In tal caso, potrebbe rivelarsi qualcosa di diverso, come è successo con una galassia chiamata Dragonfly 44. Nel 2016 è stato scoperto che la galassia è composta per il 99,99% da materia oscura. Quattro anni dopo, tuttavia, gli astronomi hanno stabilito che Dragonfly 44 non era così anormale. Ma se viene convalidata come ”galassia oscura’‘, FAST J0139+4328 avrà alcune cose molto interessanti da dirci sull’Universo che ci circonda. “Questa è la prima volta che una galassia oscura isolata ricca di gas è stata rilevata nell’Universo vicino”, scrivono i ricercatori. “Inoltre, si presume che una galassia si formi dal gas, che si raffredda e si trasforma in stelle al centro di un alone. FAST J0139+4328 ha un disco rotante di gas ed è dominato dalla materia oscura, ma è senza stelle, il che implica che questa la galassia oscura potrebbe trovarsi nella prima fase della formazione della galassia“. La ricerca è stata accettata in The Astrophysical Journal Letters ed è disponibile su arXiv.
