L’eccesso di radiazione gamma dal centro della galassia potrebbe rappresentare la prima prova elettromagnetica dell’esistenza della materia oscura, materia della quale – pur costituendo, almeno in teoria, quattro quinti di tutta la massa dell’universo – siamo riusciti a cogliere per ora solo gli effetti gravitazionali.
Immagine della Via Lattea, mostrata in luce visibile, con sovrapposta una mappa dei raggi gamma del centro galattico realizzata dal telescopio spaziale Fermi della Nasa. Crediti: Nasa Goddard/A. Mellinger (Central Michigan Univ.) and T. Linden (Univ. of Chicago)
Tutto parte dal bagliore diffuso di raggi gamma che strumenti come Lat, a bordo del telescopio spaziale Fermi della Nasa, osservano ormai da decenni nei pressi del cuore della Via Lattea. Un eccesso di radiazione che lascia perplessi gli scienziati. Stando alle ipotesi attuali, le responsabili di questo fondo ad altissima energia potrebbero essere due: le pulsar o la collisione fra particelle di materia oscura. Decidere quale fra le due ipotesi sia quella corretta è difficile: come illustrato in un articolo pubblicato la settimana scorsa su Physical Review Letters da un team guidato da Moorits Mihkel Muru del Leibniz-Institut für Astrophysik di Potsdam (Germania) e da Joseph Silk dell’Institut d’Astrophysique de Paris (Francia), i dati a oggi disponibili dicono che la probabilità è sostanzialmente la stessa.
Volendo vedere il bicchiere mezzo pieno, ciò significa che c’è una possibilità tutt’altro che trascurabile che questo eccesso di radiazione gamma rappresenti, come dicevamo, il primo indizio osservativo diretto dell’esistenza della materia oscura. E stando agli autori dell’articolo le ragioni per essere ottimisti non mancano. Anzitutto, l’ipotesi che all’origine dell’eccesso di raggi gamma possano esservi le pulsar presenta un problema quantitativo: per essere in accordo con le misure e i modelli, dovrebbero esistere più pulsar di quelle che conosciamo. Inoltre, le mappe prodotte dal team di Muru e Silk attraverso simulazioni che, per la prima volta, tengono conto anche della storia della formazione della nostra galassia – e dunque del modo in cui le particelle di materia oscura vi si sono man mano addensate, con un conseguente aumento del numero di collisioni – sembrano corrispondere molto bene con le misure dell’emissione gamma raccolte, appunto, dal telescopio spaziale Fermi.
Certo siamo ancora ben lontani dal poter parlare di prova definitiva, come riconoscono gli stessi autori dello studio. Però una strada promettente è tracciata. E l’ormai imminente entrata in funzione di Ctao, il Cherenkov Telescope Array Observatory, in grado di produrre dati ad alta risoluzione e di misurare segnali ad altissima energia, potrebbe rappresentare in questo senso un passo avanti significativo.
Nell’attesa, Muru, Silk e colleghi stanno pianificando un nuovo esperimento per misurare con precisione l’energia dei raggi gamma provenienti dalla Via Lattea. Valori elevati indicherebbero che all’origine vi siano le pulsar millisecondo. Valori più ridotti suggerirebbero, al contrario, che siano il prodotto a bassa energia di collisioni fra particelle di materia oscura.
«Un segnale netto rappresenterebbe, secondo me, una prova schiacciante», conclude Silk.
Per saperne di più:
- Leggi su Physical Review Letters l’articolo “Fermi-LAT Galactic Center Excess morphology of dark matter in simulations of the Milky Way galaxy”, di Moorits Mihkel Muru, Joseph Silk, Noam I. Libeskind, Stefan Gottloeber e Yehuda Hoffman