L’inattesa distribuzione omogenea della materia oscura

Le analisi di una nuova, gigantesca survey di galassie, realizzate con il telescopio VST (VLT Survey Telescope) dell’ESO, suggeriscono che la materia oscura possa essere meno densa e distribuita in maniera più omogenea nello spazio di quanto previsto. Un team internazionale ha utilizzato dati della Kilo Degree Survey (KiDS) per studiare come la luce proveniente da circa 15 milioni di galassie distanti venga influenzata dall’azione gravitazionale della materia sulle scale più vaste nell’Universo. Sembra che i risultati non siano in accordo con quelli precedenti del satellite Planck.

Hendrik Hildebrandt dell’Argelander-Institut für Astronomie a Bonn, in Germania e Massimo Viola del Leiden Observatory nei Paesi Bassi hanno guidato un team internazionale di astronomi che ha elaborato immagini della Kilo Degree Survey (KiDS). Per le loro analisi hanno utilizzato immagini che coprono cinque zone del cielo, per un’area totale 2200 volte la dimensione della Luna piena, contenenti circa 15 milioni di galassie.

Sfruttando la raffinata qualità delle immagini e utilizzando un innovativo software, il team è stato in grado di produrre una delle misurazioni più precise mai realizzate di un effetto noto come “cosmic shear” (forza di taglio cosmica). Si tratta di una variante dell’effetto lente gravitazionale debole, per cui la presenza di una grande quantità di materia, come un ammasso di galassie, posta lungo il percorso della luce, ne devìa leggermente la traiettoria.

Nel cosmic shear sono le strutture a larga scala nell’Universo, non soltanto un ammasso di galassie, a deviare la luce, fenomeno che produce un effetto inferiore. Sono necessarie survey molto ampie e profonde come KiDS per garantire che il segnale sia abbastanza forte da essere misurato e utilizzato dagli astronomi per mappare la distribuzione della materia. Questo studio utilizza la più vasta area totale di cielo mai mappata con questa tecnica.

La cosa interessante è che i risultati dello studio sembrano in disaccordo con quelli ricavati dalle osservazioni del satellite Planck dell’ESA. In particolare la misurazione del team su quanto la materia sia addensata nell’Universo, un parametro cosmologico chiave, è significativamente più piccola rispetto al valore derivato dai dati di Planck.

Massimo Viola spiega: “Questo risultato indica che nella rete cosmica la materia oscura, che conta circa un quarto del contenuto dell’Universo, è meno disomogenea di quanto previsto”.

La materia oscura rimane sfuggente, in quanto la sua presenza viene dedotta soltanto da effetti gravitazionali. Attualmente studi come questo sono la via migliore per determinare la forma, l’entità e la distribuzione di questa materia invisibile.

I risultati sorprendenti di questo studio hanno implicazioni per la nostra comprensione più ampia dell’Universo e di come sia evoluto durante la sua storia lunga quasi 14 miliardi di anni. L’apparente discrepanza con i risultati precedenti di Planck significa che gli astronomi potrebbero dover riformulare la loro comprensione di alcuni aspetti fondamentali relativi allo sviluppo dell’Universo.

Hendrik Hildebrandt commenta:” La nostra scoperta ci aiuterà a raffinare modelli teorici sull’evoluzione dell’Universo dagli inizi ad oggi”.

Le analisi KiDS dei dati del VST sono un passo importante, ma si attendono survey più ampie e più profonde da telescopi di prossima generazione.

Catherine Heymans dell’University of Edinburgh aggiunge: “Scoprire cosa sia accaduto fin dal Big Bang è una sfida complessa, ma continuando a studiare i cieli distanti possiamo costruire un modello dell’evoluzione dell’Universo”.

“Al momento rileviamo una discrepanza interessante con la cosmologia di Planck. Future missioni come il satellite Euclid e il Large Synoptic Survey Telescope ci aiuteranno a ripetere queste misurazioni e comprendere meglio cosa ci stia realmente raccontando l’Universo”, conclude Konrad Kuijken, principal investigator della survey KiDS.

[ Barbara Bubbi ]

http://www.eso.org/public/news/eso1642/?lang

Credit:Kilo-Degree Survey Collaboration/H. Hildebrandt & B. Giblin/ESO