L'Hubble Orbiting Observatory ha scattato fotografie insolite di grandi ammassi di galassie i cui abitanti "tremano" mentre si muovono attorno a un centro di massa comune, indicando la presenza di proprietà sconosciute nel comportamento della materia oscura, secondo un articolo pubblicato sulla rivista MNRAS.
“Abbiamo scoperto che le galassie più luminose in tali ammassi" tremano "mentre si muovono attorno al punto in cui si è accumulata la materia oscura. Ciò significa che la densità della materia oscura al centro dell'ammasso non è così alta come previsto dalle teorie attuali, ma molto più bassa. Tutto ciò suggerisce che ci sia qualche forma esotica di materia oscura nella parte centrale dei cluster ", ha detto David Harvey della Federal Polytechnic School di Losanna, Svizzera.
Per un periodo piuttosto lungo, 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.
La ricerca infruttuosa di "WIMP" negli ultimi due decenni ha portato molti teorici a credere che la materia oscura possa effettivamente essere "leggera e soffice" e consistere nei cosiddetti assioni - particelle ultraleggere simili per massa e proprietà ai neutrini. Altri ricercatori, a loro volta, suggeriscono che la materia oscura può essere costituita da diversi componenti diversi, uno o più dei quali possono gradualmente decadere.
Harvey ei suoi colleghi hanno trovato le prime tracce dell'esistenza di tali forme esotiche di materia oscura, osservando con l'aiuto di Hubble i dieci più grandi ammassi di galassie nelle immediate vicinanze della Via Lattea, la cui massa supera il Sole di circa 100 trilioni di volte.
Gli scienziati erano interessati a due cose: come le galassie erano distribuite in tutto l'ammasso nel suo insieme e come si muovevano gli abitanti più brillanti di queste "famiglie stellari" quando apparivano nuovi membri in esse. Per rivelare queste proprietà degli ammassi, gli astronomi hanno calcolato il comportamento delle loro controparti virtuali utilizzando supercomputer, quindi hanno confrontato il modo in cui le fotografie reali ei risultati della simulazione corrispondevano.
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Si è scoperto che le traiettorie di movimento di tutte le galassie grandi e luminose in questi dieci ammassi non coincidevano con ciò che hanno mostrato i calcoli teorici: esse costantemente "perdevano la strada" e "tremavano", ruotando attorno a un centro di massa comune, e non si muovevano rigorosamente in linea retta. come previsto dalla teoria.
Un tale tremore, come ora credono Harvey ei suoi colleghi, era dovuto al fatto che nei centri di questi ammassi non ci sono uno, ma diversi "nuclei" di ammassi superdensi di materia oscura. La loro esistenza non è prevista dalle classiche teorie cosmologiche che descrivono le proprietà di questa misteriosa sostanza, e se la scoperta di Hubble sarà confermata, allora per la prima volta gli scienziati potranno parlare della scoperta delle prime vere tracce della “nuova fisica”.
