In occasione di Halloween, la festa “spettrale” per eccellenza, Hubble ha scattato una dettagliata immagine dell’ammasso di galassie Abell 611, situato a circa 3,2 miliardi di anni luce dalla Terra. Questo oggetto è un target molto conosciuto per lo studio della materia oscura, in parte a causa dei numerosi esempi di lente gravitazionale visibili nell’intricata rete di galassie.

All’interno dello scatto appaiono centinaia di piccole galassie, i cui colori variano dall’arancio al bianco. La maggior parte di esse appaiono come ovali sfocati, ma in alcuni sono invece ben visibili i bracci a spirale. Ci sono anche molti archi lunghi e aranciati che si curvano attorno al centro dell’immagine, oggetti distorti o moltiplicati dalla gravità. Questo fenomeno, noto con il nome di lensing gravitazionale, è un laboratorio astrofisico essenziale per lo studio della misteriosa materia oscura.

Il mistero della materia oscura

Come tutti gli ammassi di galassie, Abell 611 resta in parte un grande mistero per gli astronomi. Il problema principale è che non sembra esserci abbastanza massa all’interno della ragnatela di galassie che lo costituisce, per impedire all’ammasso di disintegrarsi. Questo fatto è ormai ben consolidato in astronomia con strutture molto massicce, come galassie e ammassi di galassie.

La teoria prevalente è che l’Universo contenga grandi quantità di una sostanza nota come materia oscura, diversa da quella ordinaria e che non sembra interagire con la luce. Né emettendo, né riflettendo, né assorbendo alcuna parte dello spettro elettromagnetico. Ciò rende la materia oscura incredibilmente difficile da caratterizzare, sebbene siano state ipotizzate varie possibilità. Finora, i candidati più accreditati come costituenti della materia oscura rientrano in due categorie:

1. Un qualche tipo di particella che esiste in grandi quantità in tutto l’Universo, ma per qualche ragione non interagisce con la luce come fanno le altre particelle. Un’ipotesi sono le Weakly Interacting Massive Particles (WIMPs) ipotetiche particelle subatomiche massive che non interagiscono con i fotoni di luce.
2. Qualche tipologia sconosciuta di oggetto massiccio che esiste in grande abbondanza in tutto l’Universo, ma non si presta al rilevamento utilizzando l’attuale tecnologia dei telescopi. Un esempio sono gli ipotetici Massive Astrophysical Compact Halo Objects (MACHOs), un insieme di oggetti molto massicci realizzati con un tipo di materia che già conosciamo, ma estremamente difficili da osservare poiché emettono troppa poca luce.

Nonostante l’enorme sforzo degli ultimi anni, non è ancora stata trovata alcuna prova conclusiva di WIMPs, MACHOs o qualsiasi altra forma di materia oscura. Tuttavia, i ricercatori continuano a lavorare per saperne di più, ed è per questo che ammassi come Abell 611 continuano ad essere osservati e testati.

Galassie allungate dalla gravità

Anche se la materia oscura rimane un mistero irrisolto, con la strumentazione all’avanguardia a nostra disposizione è ora facilmente quantificabile. Infatti, Abell 611 e altri massicci ammassi galattici permettono di comprendere quanta materia in più servirebbe per renderli stabili.

Nella pratica, è possibile quantificare la materia oscura necessaria a non farli disintegrare a causa dell’abbondante evidenza di lenti gravitazionali. Un esempio di lente in questa immagine di Hubble è chiaramente visibile al centro dell’immagine, a sinistra del nucleo luminoso dell’ammasso, dove si nota una curva di luce. Si tratta della radiazione proveniente da una sorgente distante, che è stata piegata e distorta dalla vasta massa di Abell 611. La misura in cui la luce è stata piegata dall’ammasso può essere utilizzata per misurare la sua vera massa.

Questo può poi essere confrontato con una stima della massa derivata da tutte le componenti visibili dell’ammasso. La differenza tra la massa calcolata e la massa osservata è sbalorditiva. Gli astronomi attualmente stimano che circa l’85% della materia nell’Universo sia materia oscura. E sicuramente, test su ammassi come Abell 611 saranno utilissimi per scrivere i libri di astrofisica del futuro.

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