Barre galattiche e materia oscura

Probabilmente c’è, ma nessuno sa che faccia abbia. Oggi la maggioranza degli astronomi è convinta dell’esistenza della materia oscura, l’ineffabile componente del cosmo che sembrerebbe costituire l’80% della massa delle galassie, eppure la sua natura e la sua composizione restano ancora sconosciute.

E poiché non è possibile l’osservazione diretta della dark matter, da tempo gli scienziati si stanno concentrando su metodi indiretti per ricostruire il possibile identikit della signora indiscussa dell’oscurità.

È il caso di un nuovo studio pubblicato su Astrophysical Journal e coordinato dall’Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), che ha messo a punto un metodo quantitativo per isolare il movimento delle barre nelle galassie in relazione alla materia oscura.

Ma facciamo un passo indietro. Le galassie barrate sono chiamate così perché il loro bulbo galattico presenta due prolungamenti di stelle che nell’insieme ricordano una barra che attraversa il nucleo.

Generalmente le stelle della barra ruotano più velocemente delle stelle presenti nei bracci della galassia: un fenomeno legato alla gravitazione.

Esiste però un’area circoscritta, chiamata ‘circolo di corrosione’, formata da punti tutti equidistanti dal centro della galassia: qui le stelle della barra e quelle del resto del disco ruotano alla stessa velocità.

Se potessimo idealmente unire tutti questi puntini, ricaveremmo un cerchio il cui raggio è chiamato ‘raggio di co-rotazione’: misurando questo segmento ideale, è possibile risalire alla velocità di rotazione della barra.

Simulazioni precedenti suggeriscono che se il raggio di co-rotazione è superiore a 1.4 volte la lunghezza della barra, allora si ha evidenza della presenza di un alone di materia oscura.

Il team dell’IAC è partito esattamente da qui per realizzare il suo nuovo modello, con l’obiettivo di distinguere e confrontare le velocità di rotazione di diverse galassie barrate in modo da calcolare in modo più preciso la presenza della dark matter.

I risultati, ottenuti dall’analisi di oltre 100 galassie, mostrano che molte barre – in particolare le più lunghe – stanno ruotando più lentamente di quanto prima ipotizzato.

“Abbiamo cercato una spiegazione del fenomeno – dice Joan Font, prima firma dello studio – e abbiamo ipotizzato che un alone di materia oscura sia il responsabile del rallentamento della rotazione della barra”.

Man mano che rallenta, inoltre, la barra galattica si allunga a causa dell’aumento del numero di stelle al suo interno: questa ulteriore ipotesi è in linea con i dati osservativi, e sembrerebbe quindi avvalorare la teoria della materia oscura ‘nascosta’ tra le barre galattiche.

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Barre galattiche e materia oscura