Per anni gli astronomi hanno utilizzato l’osservatorio spaziale a raggi X Chandra della NASA per cercare prove della massa “mancante” tra le galassie. Essa, chiamata Warm-Hot Intergalactic Medium, WHIM, sarebbe materia sotto forma di giganteschi filamenti di gas surriscaldato presenti nel mezzo intergalattico. Purtroppo, poche ricerche hanno avuto successo. Uno studio recente di Chandra sulle galassie in collisione in Abell 98, fornisce finalmente nuovi indizi sull’esistenza del WHIM.

La nuova immagine ricostruita dagli scienziati, in copertina a questo articolo, presenta Abell 98, un sistema di ammassi di galassie. Esso include una coppia di oggetti nelle prime fasi del processo di collisione. I dati a raggi X di Chandra, in blu e viola, sono stati uniti a quelli del telescopio WIYN sul Kitt Peak in Arizona, che appaiono bianchi e rossi. In questo modo, i ricercatori sperano di identificare le strutture chiave e cercare la materia “mancante” nell’Universo.

Cos’è il mezzo intergalattico caldo?

Questo materiale mancante non è materia oscura. La materia oscura è invisibile, di natura sconosciuta e si pensa costituisca la maggior parte della materia nell’Universo. Invece, il WHIM sarebbe materia ordinaria, la stessa che si trova in oggetti familiari come stelle e pianeti. Circa un terzo di questa materia, creata nel primo miliardo di anni dopo il Big Bang, deve ancora essere rilevato dalle osservazioni dell’Universo locale (cioè in regioni a meno di pochi miliardi di anni luce dalla Terra).

I ricercatori hanno proposto che almeno parte di questa massa potrebbe essere nascosta in giganteschi filamenti di gas da tiepido a caldo (temperature da 10.000 a 10 milioni di Kelvin) nello spazio tra le galassie e gli ammassi di galassie. L’hanno soprannominata WHIM.

Prove dirette nei nuovi dati

Un team di astronomi ha esaminato i dati Chandra di Abell 98, sistema di ammassi galattici a circa 1,4 miliardi di anni luce dalla Terra. I dati rivelano un ponte di emissione di raggi X tra due degli ammassi in collisione, contenente:

• Gas a una temperatura di circa 20 milioni di Kelvin, probabilmente risalente ai due ammassi che si sovrappongono l’uno all’altro.
• Gas relativamente più freddo, con una temperatura di circa 10 milioni di Kelvin.

I risultati osservativi concordano con le previsioni teoriche delle caratteristiche del WHIM. Nel seguente video, un recap della ricerca.

L’onda d’urto nel mezzo intergalattico, vista da Chandra e Suzaku

I dati a raggi X di Chandra mostrano anche la presenza di un’onda d’urto (shock wave). La posizione, identificata da improvvise diminuzioni della luminosità dei raggi X e della temperatura del gas, è stata misurata dal lato nord a quello sud.

L’onda d’urto è guidata e posizionata davanti a uno degli ammassi di galassie mentre sta iniziando a scontrarsi con un altro ammasso. Questa sarebbe la prima volta che gli astronomi trovano un’onda d’urto simile nelle prime fasi di una collisione di un ammasso di galassie, prima che i centri dell’ammasso si incontrino e sovrappongano. Quest’onda d’urto potrebbe essere direttamente collegata alla scoperta del WHIM in Abell 98, perché ha riscaldato il gas tra gli ammassi di galassie mentre si scontrano. Di seguito un’immagine che la evidenzia.

L’articolo che parla di questi risultati, pubblicato sulla rivista The Astrophysical Journal Letters, è disponibile qui.

Ulteriori prove per il filamento WHIM tra questi due cluster sono state trovate dal telescopio a raggi X Suzaku della Japan Aerospace Exploration Agency in un nuovo studio. La ricerca parallela fornisce anche prove del WHIM sul lato opposto del cluster che sta guidando la collisione, evidenziato nell’immagine soprastante. Questi due rilevamenti del WHIM indicano che gli ammassi si trovano lungo una struttura colossale lunga 13 milioni di anni luce.

L’articolo di quest’altra ricerca è stato accettato per la pubblicazione in The Astrophysical Journal ed è disponibile qui in versione pre-print.

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