Le prime osservazioni dell'osservatorio orbitale cinese DAMPE, progettato per la ricerca di materia oscura, suggeriscono che la materia oscura può effettivamente decadere in prossimità dell'orbita terrestre e al centro della galassia, affermano gli scienziati in un articolo sulla rivista Nature.
“Questo 'taglio' nello spettro dei raggi cosmici, che abbiamo scoperto, potrebbe indicare l'esistenza della materia oscura. D'altra parte, potrebbe aver avuto origine da qualche altra fonte di queste particelle. Sono necessari più dati per rispondere a questa domanda e ci aspettiamo ancora che DAMPE operi per almeno altri 5 anni , ha detto Chang Jin dell'Osservatorio Zijinshan a Nanchino, in Cina.
Cieli oscuri
Per molto tempo gli scienziati hanno creduto che l'universo fosse costituito dalla materia che vediamo e che costituisce la base di tutte le stelle, buchi neri, nebulose, ammassi di polvere e pianeti. Ma le prime osservazioni della velocità di movimento delle stelle nelle galassie vicine hanno mostrato che le stelle alla loro periferia si muovono in esse a una velocità incredibilmente alta, che era circa 10 volte superiore a quella mostrata dai calcoli basati sulle masse di tutte le stelle in esse contenute.
La ragione di ciò, secondo gli scienziati odierni, era la cosiddetta materia oscura, una sostanza misteriosa, che rappresenta circa il 75% della massa della materia nell'Universo. Tipicamente, ogni galassia ha circa 8-10 volte più materia oscura della sua cugina visibile, e questa materia oscura tiene le stelle al loro posto e impedisce loro di disperdersi.
Oggi quasi tutti gli scienziati sono convinti dell'esistenza della materia oscura, ma le sue proprietà, oltre alla sua ovvia influenza gravitazionale sulle galassie e sugli ammassi di galassie, rimangono un mistero e oggetto di controversia tra astrofisici e cosmologi. Per molto tempo, gli scienziati hanno ipotizzato che sia composto da particelle superpesanti e "fredde" - "wimps" che non si manifestano in alcun modo, se non attirando ammassi visibili di materia.
Le prime potenziali tracce di materia oscura sono state trovate nel 2008 dal satellite russo Resurs-DK1, il cui rilevatore PAMELA ha rilevato tracce di un numero insolitamente elevato di particelle di antimateria nell'orbita terrestre, che, secondo gli scienziati, potrebbe essere generato dal decadimento di questa misteriosa sostanza.
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Successivamente, questi dati sono stati confermati dal rivelatore AMS-02 a bordo della ISS, tuttavia, molti astrofisici non sono d'accordo con questa idea e credono che in realtà questa antimateria sia di origine meno esotica - potrebbe essere stata generata da pulsar o da altre sorgenti lontane di raggi cosmici di alta energie.
Quest'anno la teoria della "pulsar" è stata messa in discussione dopo la pubblicazione dei dati raccolti dal telescopio HAWC ad alta quota, che osserva l'universo nella gamma gamma. Ciò ha ravvivato l'interesse dei fisici per le spiegazioni "esotiche" per questa strana anomalia nell'orbita terrestre.
Enigmi cosmologici
Il telescopio spaziale DAMPE, lanciato dalla Cina nell'orbita terrestre nel dicembre 2015, ha invece testato queste ipotesi osservando i raggi cosmici ad altissima energia di origine sconosciuta originati al centro della nostra Galassia e altri ammassi stellari.
Questa radiazione, secondo alcuni cosmologi oggi, può anche sorgere a seguito di decadimenti della materia oscura in quei punti in cui si accumula particolarmente. Se questo è il caso, i raggi cosmici che emanano dal centro della Galassia avranno uno spettro di energia speciale: il numero di particelle inizialmente cambierà relativamente lentamente con l'aumentare dell'energia, ma una volta raggiunto un certo punto, affonderà bruscamente.
I primi indizi dell'esistenza di questo "dirupo", come notato da Jin, sono stati trovati durante le osservazioni su AMS-02, ma questo rilevatore non poteva tracciare particelle ad altissima energia che DAMPE può "vedere" ei dati dei telescopi terrestri non erano sufficienti accurato per dirlo con certezza.
Secondo i fisici cinesi, i dati raccolti da DAMPE durante il primo ciclo del suo funzionamento da dicembre 2015 a giugno 2017 sono la prima chiara prova che questa "scogliera" esiste davvero e che si trova esattamente dove dovrebbe essere in conformità con con previsioni teoriche.
Nei prossimi cinque anni, Jin e i suoi colleghi sperano, DAMPE raccoglierà dati su altri 10 miliardi di raggi cosmici, il che consentirà agli scienziati di ridurre gli errori di misurazione e dimostrare finalmente che questa anomalia esiste.
Non è ancora chiaro se sia derivato dal decadimento della materia oscura o da processi meno esotici. I fisici sperano che l'osservazione dei raggi di energia ultraelevata, le cui energie superano i 10 TeV, ci aiuti a capire se hanno avuto origine dal decadimento della materia oscura o sono stati generati da pulsar o resti di supernova.
