8/05/15

E se le galassie pesassero molto di più? *

Questo articolo è stato inserito nella sezione d'archivio dedicata alla materia "invisibile".

 

No, calmi tutti! Non sto parlando di massa oscura, ma di massa “scura”, ossia difficilmente visibile, ma del tutto “normale”. Per adesso il risultato è stato ottenuto per la nostra vicina di casa, Andromeda, ma… chissà

Hubble è riuscito a vedere oltre il visibile usando un trucchetto che non è certo nuovo, ma che ha dato un risultato del tutto imprevedibile e forse un po’ preoccupante per i fautori della materia oscura a tutti i costi! La galassia di Andromeda è inglobata all’interno di un gigantesco alone di materia, sei volte più largo della nostra vicina di casa e mille volte più massiccio di quanto si pensasse precedentemente. Esso si espande fino a circa un milione di anni luce dal centro di Andromeda.

E se fosse comune a tutte le galassie a spirale?

Si sa che le galassie sono “impacchettate” all’interno di un tenue alone di materia, ma ciò che si è scoperto attorno alla vicina di casa comporta una massa aggiuntiva pari al 50% della massa di tutte le stelle della galassia. Non è certo tutto ciò che sembrerebbe “mancare” alla materia normale, ma è già un bel passo in avanti. Questi aloni sono considerati i controllori delle nascite stellari all’interno della città cosmica e possono raggiungere temperature altissime. Una specie di scudo per ciò che vuole entrare e/o che vuole uscire. Ciò che si è scoperto avvolgere Andromeda (se fosse visibile a occhio nudo) coprirebbe uno spazio di cielo pari a 100 volte il diametro della Luna Piena. Mamma mia! Ah… potessimo vedere nell’ultravioletto!

Vale la pena capire come si è riuscito a vedere qualcosa di pressoché invisibile. Il trucco non è nuovo… basta guardare oggetti molto lontani la cui luce deve attraversare l’enorme alone di materia rarefatta. Quest’ultimo non è del tutto omogeneo e quindi implica una variazione di luminosità nell’oggetto lontano. Ovviamente, i migliori candidati per essere studiati devono essere quasi puntiformi e quindi non possono essere che i luminosi quasar. Più l’alone e grande e vicino e più quasar si trovano adatti allo scopo. Nel caso di Andromeda ne sono stati trovati ben 18 che hanno anche dato un’idea di come la materia dell’alone fosse distribuita. Tuttavia, aver studiato Andromeda è stato quasi un caso…

E’, in fondo, la solita “mania” di guardare lontano piuttosto che vicino, considerando la piccola distanza quasi una “colpa” dell’oggetto celeste… Non voglio certo dire che non sia giusto cercare sempre il limite delle cose, compreso, quindi, l’Universo più antico. Ma, spesso, si trascurano  le cose a portata di mano, come se ormai non avessero più segreti. Errore! Possiamo pensare all’alone di Andromeda come a qualcosa che faceva di tutto per essere notato, ma che sembrava del tutto invisibile sia fisicamente che psicologicamente.

Tuttavia, alla fine, è riuscito a farsi notare. Quasi per caso, però… Un programma di ricerca precedente  (Hubble's Cosmic Origins Spectrograph (COS)-Halos) aveva già studiato 44 galassie lontane e aveva trovato aloni simili a quelli di Andromeda ma decisamente meno massicci ed estesi. Galassie lontane, però, vuol dire minore diametro apparente dell’alone e numero minore di quasar di “sfondo”. In media se ne riusciva a trovare uno solo per galassia. I risultati andavano quindi presi con le “molle”. La grandezza apparente dell’alone di Andromeda, però, ha causato che, volenti o nolenti, si è stati costretti a guardare attraverso di lei per molte altre ricerche passate, dirette a oggetti molto più lontani e misteriosi.

Un semplice diagramma mostra come si è riusciti a misurare le dimensioni e la struttura dell’alone di Andromeda. Se i quasar sono prospetticamente dietro l’alone mostrano variazioni luminose, altrimenti no. Studiando l’indebolimento della luce dei quasar in uno stretto intervallo di lunghezza d’onda si può anche capire la densità del gas dell’alone. Fonte: NASA, ESA, e A. Feild (STScI)
Un semplice diagramma mostra come si è riusciti a misurare le dimensioni e la struttura dell’alone di Andromeda. Se i quasar sono prospetticamente dietro l’alone mostrano variazioni luminose, altrimenti no. Studiando l’indebolimento della luce dei quasar, in uno stretto intervallo di lunghezza d’onda, si può anche capire la densità del gas dell’alone. Fonte: NASA, ESA, e A. Feild (STScI)

Ne è conseguito che spulciando  negli archivi si sono trovate immagini  di quasar, la cui luce vibrava per colpa dell’alone così grande e così vicino. Solo gli occhi ultravioletti, fuori dall’atmosfera, di Hubble potevano scorgere queste piccole variazioni. Bastava guardare meglio tutto ciò che Hubble aveva osservato in anni e anni nella giusta direzione.

Insomma, la storia sembra quella ben più famosa: “Perché guardare la pagliuzza che è nell'occhio di tuo fratello, e non accorgersi della trave che è nel tuo occhio?”. Va bene… l’importante è che, alla fine, l’invisibile alone è stato visto!

Domanda: “Come si può formare un alone così gigantesco e che cosa lo può formare?” Gli studi teorici e i modelli numerici, eseguiti recentemente, fanno pensare che essi nascano insieme alla galassia vera e propria. Inoltre, l’alone appare ricco di elementi più pesanti di idrogeno ed elio. Ne segue che si deve essere formato a seguito dell’esplosione delle supernove. In qualche modo, le supernove che esplodono al centro della galassia espellono il loro gas ricco di elementi pesanti e gran parte di questo viene segregato nella parti più esterna sino a formare un enorme scudo intergalattico. Si è stimato che durante la vita di Andromeda, circa la metà degli elementi pesanti prodotti dalle sue stelle siano stati inviati ben oltre il disco galattico vero e proprio, pari a circa 200 000 anni luce.

Sì, ma se Andromeda ha questo scudo non è ovvio pensare che ce l’abbia anche la Via Lattea? Come al solito, essere dentro a qualcosa crea molte più difficoltà che stare all’esterno. Pensate di essere portati all’interno di una foresta e  di aprire gli occhi e di dire dove vi trovate. Al massimo potete dire di essere circondati da alberi, ma mai potreste dire se siete in un boschetto o in una foresta immensa! Se la nostra galassia possedesse un alone comparabile, vorrebbe dire che i due aloni sono ormai praticamente a contatto…  Una notizia a dir poco sconvolgente: stiamo forse già abbracciando  Andromeda, ben prima dei 4 miliardi di anni previsti per lo “scontro” vero e proprio.

Articolo originale QUI

 

NEWS! - Ci sono molte probabilità che il disco della Via Lattea sia circa il doppio di quanto pensato finora

 

7 commenti

  1. Daniela

    Questa scoperta dovrebbe "obbligare" i sostenitori della materia oscura a rivedere i calcoli... chissà se qualcuno lo farà... :-|

    Attento, Prof., ad ipotizzare che lo "scontro" con Andromeda sia già in corso... se qualche tuttologo televisivo leggesse per sbaglio questo articolo, potrebbe nascerne un nuovo programma catastrofista! 8-O

  2. OPS... 8-O :oops: Acqua in bocca, mi raccomando!!!! :mrgreen:

  3. Alvermag

    Ciao Enzo, eccomi di nuovo nel circolo.

    Immagino che l'alone abbia forma sferoidale e che la sua densità tenda a diminuire con l'aumentare della distanza dal centro galattico. L'influenza della materia SCURA sulla luminosità dei QSO retrostanti andrà, quindi, via via diminuendo.

    Mi chiedo allora quale sia la "effettiva" estensione dell'alone. Penso che sia molto maggiore di quella rilevabile con il sistema che hai descritto; quando la densità scende al di sotto di un certo valore gli effetti di attenuazione luminosa sono trascurabili ma l'alone c'è ancora!
    Certo, la densità andrà vieppiù diminuendo, ma una piccola densità moltiplicata per un grande volume darebbe una massa non trascurabile.
    Non so se nel 50% di "extra-materia" sia compresa quella che sta alla base della mia considerazione; nel caso non lo fosse credo che si potrebbe pensare a raddoppiare la materia presente.
    La strada per annullare la DM è ancora lunga ma già essere passati da 1 a 2 (avendo come obiettivo 5 o 6) mi sembra un passo importante.

    Inoltre, se è vero che il sistema solare si estende ben oltre l'orbita di Plutone, pardon Nettuno, mi attendo che una struttura galattica presenti analoga caratteristica; oggetti di piccole dimensioni e detriti di varia natura penso debbano circondare, fino a distanze molto grandi, i centri di gravitazione (Sole; Cygnus X1).

    Vedrai che alla fine con un pò di materia barionica SCURA e un pò di MOND si potrà salutare la DM.

  4. acci... è tornato!!!! :mrgreen:
    Se si estende ancora un po'... ci siamo già dentro anche noi! Beh... ci sono tante galassie satelliti, che non conosciamo ancora nella loro totalità... ma sono poca cosa come massa...

    Viva la DM!!! :twisted:

  5. Lampo

    Un dubbio....la materia oscura, anzi preferisco chiamarla "materia mancante", dovrebbe spiegare le incongruenze che si rilevano nella velocità delle stelle attorno al centro galattico. In questo caso però, come farebbe questo alone ad influire con la velocità degli astri se si trova quasi totalmente all'esterno della galassia...? Non è solo quella piccola percentuale di alone contenuta all'interno della galassia a poter in qualche modo influire?

  6. No, Lampo... non voglio dire che l'alone spiega le anomalie attribuite alla DM, ma che forse va rivista la stima dalla massa mancante (sempre che ci sia). Le anomalie, in tal caso, potrebbero essere dovute proprio alla MOND.

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