RILEVATO DA CHANDRA E XMM-NEWTON

Quello sconosciuto segnale in banda X

Un emissione in banda X su una lunghezza d'onda sconosciuta. E' quanto hanno rilevato ricercatori analizzando dati dei satelliti Chandra della NASA e XMM-Newton dell'ESA relativi a oltre 70 ammassi di galassie. L'azzardata spiegazione è che possa trattarsi di un segnale derivante dal decadimento del neutrino sterile, una particella che è solo un'ipotesi che comporrebbe parte della materia oscura. Il commento di Fabio Gastaldello dell'INAF-IASF di Milano

Questa non identificata linea di emissione, con picco di intensità di circa 3.56 keV – richiede uletriori approfondimenti e ricerche sia per confermare l'esistenza del segnale che la sua origine. Crediti: NASA/CXC/SAO/E.Bulbul, et al.

Questa non identificata linea di emissione, con picco di intensità di circa 3.56 keV – richiede uletriori approfondimenti e ricerche sia per confermare l’esistenza del segnale che la sua origine. Crediti: NASA/CXC/SAO/E.Bulbul, et al.

La cautela è d’obbligo, bisognerà attendere nuovi dati a conferma dei risultati e soprattutto escludere con certezza altre possibili spiegazioni, ma certo l’eccitazione è tanta: infatti un “misterioso” segnale a raggi X è stato rilevato durante un dettagliato studio di ammassi di galassie condotto con il Chandra X-Ray Observatory della NASA e il telescopio XMM-Newton dell’ESA.

L’ipotesi avanzata è che il segnale possa essere stato prodotto dal decadimento di un neutrino sterile (una particella ipotizzata ma mai riscontrata che dovrebbe interagire solo gravitazionalmente con la materia normale), particella che si pensa possa rappresentare la materia oscura, che insieme all’energia oscura rappresenta il 95% dell’universo.

I due satelliti hanno rilevato quella che sembra una debole riga di emissione di raggi X su una lunghezza d’onda “anomala” nell’ammasso di galassie Perseo e poi ritrovata con XMM-Newton nell’analisi combinata in altri 73 ammassi di galassie.

Gli ammassi di galassie sono le più grandi assemblee cosmiche tenute insieme dalla gravità. Non solo contengono centinaia di galassie, ma anche un’enorme quantità di gas caldo che riempie lo spazio tra loro. Ciononostante misurando la dispersione della velocità delle galassie di questi ammassi si può calcolare la loro massa totale, e si riscontra che le galassie e il gas rappresentano solo il 20% della massa totale. Il gas è principalmente idrogeno, caldo abbastanza da emettere raggi X, e si registrano tracce di emissioni X da altri elementi che emettono a specifiche lunghezze d’onda.

“Se questo strano segnale fosse stato emesso da un elemento conosciuto del gas presente nell’ammasso avrebbe dovuto emettere altri segnali in banda X a lunghezze d’onda a noi ben conosciute. Ma noi non vediamo nessun segnale del genere”, dice Esra Bulbul del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts e principale autore dello studio. “Così abbiamo cercato una spiegazione andando oltre al conosciuto, che è la materia ordinaria”.

Da qui l’ipotesi che l’emissione X potesse essere stata prodotta dal decadimento di un neutrino sterile, la cui esistenza è al momento solo un’ipotesi. I neutrini ordinari hanno una massa così piccola che solo raramente interagiscono con la materia sia attraverso la cosiddetta forza nucleare debole che attraverso la gravità. I neutrini sterili si pensa invece che possano interagire con la materia attraverso la sola gravità: “Se l’interpretazione delle nostre nuove osservazioni è corretta, almeno una parte della materia oscura degli ammassi di galassie sarebbe composta da neutrini sterili”, aggiunge Bulbul.

“Si, la cautela è d’obbligo”, ribadisce Fabio Gastaldello dell’INAF-IASF di Milano, esperto di osservazioni in banda X e di calibrazioni di XMM-Newton. “Il risultato è suggestivo e stimolante per ulteriori ricerche – continua – ma siamo ai limiti, se non oltre, degli strumenti attuali: la riga ha una larghezza equivalente di 1 eV e data la risoluzione energetica degli strumenti attuali vuol dire che stiamo parlando di un increspatura dell’1% rispetto al continuo. Le calibrazioni degli strumenti non raggiungono questa precisione. Certo gli autori argomentano che stanno effettivamente mediando rispetto a queste incertezze perche’ misurano ammassi a redshift diversi, pero’ l’esiguita’ della riga rimane. Potrebbe anche esserci una “banale” interpretazione di riga di un elemento conosciuto come l’Argon non accuratamente modellata dagli attuali modelli di emissione di plasma. Insomma, BICEP2 insegna, cautela!”.