Ecco un filamento di materia oscura che lega due galassie

Nessuno ha mai catturato una particella di materia oscura prima d'ora, anzi, nessuno sa ancora con esattezza cosa sia la materia oscura. Ma, sulla base dei suoi bizzarri effetti sul nostro universo — il modo in cui fa ruotare le galassie, per esempio — i fisici sono dell'idea che la materia oscura sia lì, nascosta in piena vista, a fare la maglia che lega tutto insieme in una grande rete. Dato che non l'abbiamo mai osservata direttamente, non possiamo fare altro che farlo indirettamente, e continuare ad avere fede: la materia oscura costituisce un quarto dell'intero universo.

Ora alcuni scienziati dell'Università di Waterloo hanno prodotto la prima immagine composita parziale dell'aspetto che ha questa titanica rete di materia oscura. Misurando la luce che viaggiava da una galassia distante, e osservando come si deformava in prossimità di altre galassie e materiali lungo la strada fino alla Terra, gli scienziati sono riusciti indirettamente a rilevare e tradurre in immagini un filamento di materia oscura che lega due galassie insieme.

"Abbiamo rilevato il filamento," mi ha detto per telefono Mike Hudson, cosmologo e professore di astronomia. "Ma non abbiamo rilevato la particella di materia oscura."

La tecnica che hanno usato è chiamata lente gravitazionale debole [weak gravitational lensing in inglese, ndt], ha spiegato. Man mano che la luce viaggia da un oggetto lontano nell'universo verso di noi, "subisce una piccola deviazione," ha detto, creando una distorsione nella forma dell'oggetto di sfondo. "Se l'oggetto di sfondo è una galassia perfettamente tonda," ha proseguito, "viene deformata in una piccola ellissi."

Utilizzando immagini provenienti da uno studio condotto per anni tramite un telescopio gestito da Canada, Francia e Hawaii, Hudson e l'altro autore Seth Epps hanno osservato la luce deformata in corrispondenza di una coppia di galassie e il filamento di materia oscura che le lega. "La combinazione di queste due galassie e il filamento tra loro hanno causato la distorsione di galassie più distanti," ha detto.

Altri gruppi di ricerca hanno prodotto mappe della materia oscura utilizzando le lenti gravitazionali già in precedenza. Ma la differenza, in questo caso, come mi ha detto Hudson, sta nel fatto che lui ed Epps hanno realizzato un'immagine composita di un filamento di materia oscura — una basata su dati effettivi —, che può essere utilizzata per scoprire nuovi dettagli sulle proprietà del filamento, compresa ampiezza e massa. "Non si tratta di un modello puramente teorico," ha detto. "Proviene da misurazioni fatte sull'universo reale."

Tutte le galassie sono legate tra loro da fili simili? "Pensiamo che la maggior parte delle galassie siano connesse debolmente le une alle altre, con gradi di forza diversi," ha detto. "La Via Lattea potrebbe essere incorporata in un filamento con la sua vicina più prossima, Andromeda."

Qui sulla Terra, gli scienziati sono ancora in cerca della particella di materia oscura, tramite l'utilizzo di una serie di strumenti di rilevamento diversi. Al momento, però, osservare i suoi effetti indiretti sulle stelle sembra l'operazione più produttiva di tutte. Hudson pensa che la ricerca della particella sia altrettanto importante.

"Sarebbe incredibile poter vedere la particella," ha detto. Eppure queste ricerche continuano a non dare frutti, gli ho ricordato. "Potremmo trovarci nella sfortunata situazione per cui la sua forza di interazione è semplicemente troppo debole," ha detto. "Forse non riusciremo mai a rilevarla attraverso i metodi della fisica delle particelle, e tutto ciò che scopriremo in futuro sulla materia oscura arriverà dall'astronomia e dalla cosmologia."

Per ora, il posto migliore in cui cercare potrebbe essere davvero il cielo.