Due ammassi giganti di galassie osservati mentre si scontrano stanno procedendo così velocemente che la loro materia oscura si è sostanzialmente staccata dalla materia normale e si è spostata in avanti.
È come un carico non legato durante una collisione tra due veicoli. Altre forze fermano i veicoli stessi, ma il carico, sotto l’influenza dello slancio, continua ad andare. Non è la prima volta che vediamo la materia oscura disaccoppiarsi dalla materia normale nel corso di una gigantesca collisione cosmica, ma non l’avevamo mai vista in questo modo. E la scoperta, sperano gli scienziati, potrebbe fornirci nuovi indizi sul comportamento e le proprietà della misteriosa materia oscura che domina l’Universo. La materia oscura è uno dei grandi misteri dell’Universo. Non sappiamo cosa sia, né possiamo rilevarla direttamente. Ma c’è, in qualche modo, più gravità là fuori nel cosmo di quanta ce ne aspettiamo, in base alla materia “normale” che possiamo rilevare. Molta più gravità. La osserviamo nei movimenti di stelle e galassie, e nel modo in cui lo spazio-tempo stesso si piega e si deforma in presenza di potenti campi gravitazionali. Secondo i calcoli degli scienziati , solo circa il 15 percento del bilancio di materia dell’Universo è materia normale. Il restante 85 percento circa è questa materia oscura invisibile e intoccabile che sembra interagire con la materia normale solo attraverso la gravità. Ed è ovunque. Le galassie di materia normale, come la nostra, esistono all’interno di enormi masse di materia oscura . Vasti filamenti di materia oscura costituiscono quella che chiamiamo la ragnatela cosmica , che collega gravitazionalmente galassie a galassie, ammassi ad ammassi, fornendo percorsi che la materia normale può percorrere per incontrarsi, scontrarsi e crescere. La materia normale ha molti altri modi di interagire con altre cose, quindi gli eventi massivi, come le collisioni tra ammassi di galassie, possono diventare interessanti. In generale, le galassie all’interno degli ammassi saranno a posto, ma ci sono vaste nubi di gas nello spazio intergalattico intracluster che si scontrano tra loro, diventando calde e turbolente.
Mentre quella materia normale interagisce elettromagneticamente , e mentre subisce shock e turbolenza, viene applicato un effetto frenante, che causa il rallentamento dei cluster. Ma la materia oscura non è influenzata da queste influenze di rallentamento e continua ad andare avanti, balzando in avanti prima di stabilizzarsi di nuovo in posizione attorno al cluster appena fuso. Gli ammassi che si fondono sono noti collettivamente come MACS J0018.5+1626 e sono orientati in modo tale da consentire una nuova misurazione delle velocità della materia al loro interno. Una misurazione precedente è stata condotta su una collisione di ammassi che stiamo osservando lateralmente; MACS J0018.5+1626 è orientato in modo che un ammasso sembri dirigersi direttamente verso di noi e l’altro direttamente nella direzione opposta. I ricercatori hanno utilizzato tecniche diverse per misurare le velocità della materia oscura e di quella normale. La velocità della materia oscura è stata determinata misurando la velocità delle galassie all’interno degli ammassi, in base a come la luce viene allungata o compressa verso il rosso o il blu mentre si allontana o si avvicina a noi.
Questo è noto come spostamento Doppler, ed è un modo affidabile per misurare la velocità nello spazio. La velocità delle galassie che compongono l’ammasso funge da indicatore della velocità della materia oscura, poiché galassie e materia oscura si comportano in modo simile durante una collisione tra ammassi. Per misurare la velocità del mezzo intracluster, il team si è basato su qualcosa chiamato effetto Sunyaev-Zeldovich . Si tratta di una deformazione distinta osservata nella luce di fondo dell’Universo, causata dagli elettroni in un volume di spazio. Poiché questi elettroni possono disperdere la luce, questo effetto può essere utilizzato per determinare la densità di impacchettamento degli elettroni. Un effetto secondario può essere osservato se il mezzo di diffusione è in movimento; gli scienziati possono analizzare questo effetto per determinare in che modo si muove il mezzo: quanto velocemente e in quale direzione. Ciò ha permesso ai ricercatori di determinare la velocità della materia normale negli ammassi, osservando una netta differenza di velocità tra questa e la materia oscura rivelata dalle galassie. Si tratta di un lavoro molto approfondito di scienza astrofisica che potrebbe aiutarci nella nostra ricerca per capire esattamente cosa sia la materia oscura. “Questo studio è un punto di partenza per studi più dettagliati sulla natura della materia oscura”, afferma Silich . “Abbiamo un nuovo tipo di sonda diretta che mostra come la materia oscura si comporti in modo diverso dalla materia normale”.
La ricerca è stata pubblicata su The Astrophysical Journal .
