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Universo primordiale

e il tempo della materia oscura

"rarefatta"

 

eso rotazione galassie confronto

Confronto tra la rotazione di galassie a disco nell'Universo distante e al giorno d'oggi (foto eso.org)

 


16.03.17 - Le galassie massicce, con alta formazione stellare, erano dominate da materia barionica o "normale" durante il picco della formazione delle galassie, 10 miliardi di anni fa. Ciò è in netto contrasto con le galassie odierne, in cui gli effetti della misteriosa materia oscura sembrano essere molto maggiori. E' quanto emerge dalle nuove osservazioni eseguite con il VLT (Very Large Telescope) dell'ESO (European southern observatory).

Vediamo la materia ordinaria sotto forma di stelle brillanti, gas incandescente e nubi di polvere. Ma la materia oscura, più sfuggente, non emette, assorbe o riflette la luce e si può osservare solo per mezzo dei suoi effetti gravitazionali. La presenza di materia oscura può spiegare perchè le zone esterne delle galassie a spirale ruotano più velocemente di quello che ci aspetterebbe se fosse presente solo la materia ordinaria che possiamo vedere direttamente.

Il disco di una galassia a spirale ruota con un tempo scala di centinaia di milioni di anni. I nuclei delle galassie a spirale mostrano un'alta concentrazione di stelle, ma la densità di materia luminosa diminuisce verso la periferia. Se la massa di una galassia consiste solamente di materia normale, le zone esterne meno dense dovrebbero ruotare più lentamente delle regioni più dense al centro. Le osservazioni di galassie a spirale vicine - invece - mostrano che le zone interne ed esterne di fatto ruotano più o meno alla stessa velocità. Queste "curve di rotazione piatte" indicano che le galassie a spirale devono contenere grandi quantità di materia non luminosa disposta in un alone di materia oscura che circonda il disco galattico.

Ora un'equipe internazionale di astronomi, guidati da Reinhard Genzel del Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics in Garching, Germania, ha usato gli strumenti KMOS e SINFONI montati sul VLT dell'ESO in Cile per misurare la rotazione di sei galassie massicce, con alta formazione stellare, nell'Universo distante, al picco della formazione delle galassie ossia 10 miliardi di anni fa.

Ciò che hanno trovato è molto interessante. Diversamente dalle galassie a spirale dell'Universo attuale, le regioni esterne di queste galassie distanti sembrano ruotare più lentamente delle regioni centrali - suggerendo che ci sia meno materia oscura di quanto previsto. In sostanza, questo nuovo risultato non mette in discussione la necessità di materia oscura come componente fondamentale dell'Universo o la sua quantità totale. Piuttosto suggerisce che la materia oscura fosse distribuita differentemente all'interno e intorno ai dischi delle galassie ai primordi, se confrontata con quanto accade oggi.

Entrambi gli effetti sembrano diventare più evidenti a mano a mano che gli astronomi guardano più indietro nel tempo, nell'Universo primordiale. Ne consegue che 3 o 4 miliardi di anni dopo il Big Bang il gas nelle galassie si fosse già condensato in un disco piatto e rotante, mentre l'alone di materia oscura che le circonda rimanesse molto più grande e più diffuso. Apparentemente, sono occorsi molti più miliardi di anni perchè anche la materia oscura si condensasse, così il suo effetto dominante sulla velocità di rotazione del disco galattico viene visto solo oggi. Questa spiegazione è consistente con le osservazioni che mostrano che le galassie primordiali avevano molto più gas ed erano più compatte delle galassie di oggi.

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