Scoperta di una minuscola galassia intrisa di materia oscura


All'interno della Via Lattea, varie galassie satellite punteggiano lo spazio, tra cui le famose Grandi e Piccole Nubi di Magellano, visibili ad occhio nudo dall'emisfero australe. Recentemente gli astronomi hanno avvistato una nuova galassia satellite, la più piccola e oscura mai identificata. Questa scoperta ci permette di ipotizzare che potrebbe trattarsi di una delle galassie più ampiamente impregnate di materia oscura mai osservate.

Un satellite oscuro: UMa3/U1

Situato nella costellazione di Grande orsoin giro 30.000 anni luce del sole, UMa3/U1 è una galassia di straordinaria discrezione. A causa della sua luminosità estremamente bassa, delle sue piccole dimensioni e del numero limitato di stelle, è sfuggito a lungo al rilevamento, nonostante la sua relativa vicinanza. Le galassie tipiche, anche le più piccole, hanno da centinaia di milioni a miliardi di stelle, mentre UMa3/U1 ne ha solo solo una sessantina circa. In effetti, nella nostra galassia ci sono ammassi stellari che contengono più stelle di questa galassia nana.

Le galassie tradizionali hanno anche diametri molto più grandi, che vanno da migliaia a centinaia di migliaia di anni luce. In confronto, le dimensioni modeste dell'UMa3/U1, che misura solo dieci anni luce di diametro, è più caratteristico degli ammassi aperti, che sono raggruppamenti di stelle meno legate gravitazionalmente di quelle che costituiscono una galassia. Quindi, sebbene UMa3/U1 sia tecnicamente classificata come una galassia per via della sua struttura e formazione, le sue caratteristiche la rendono unica tra le galassie conosciute.

La scoperta di UMa3/U1 è stata resa possibile attraverso una combinazione di osservazioni effettuate dal telescopio Canada-Francia-Hawaii (CFHT) e dal telescopio Pan-STARRS alle Hawaii, seguite da uno studio più dettagliato con il Multi-Spectrograph Deep Imaging Objects (DEIMOS) dall'Osservatorio Keck. Queste osservazioni hanno confermato che le stelle di UMa3/U1 sono legate gravitazionalmente, il che esclude l'ipotesi di un semplice raggruppamento casuale di stelle.

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Nascosta in questa immagine del cielo profondo (a sinistra) c’è Uma3/U1, una galassia ultra-debole. Contiene meno di un centinaio di stelle, una quantità esigua per una galassia. Crediti: TCFH/S. Gwyn (a destra) / S. Smith (a sinistra)

Un oggetto dominato dalla materia oscura

Sebbene il suo numero di stelle sia esiguo, UMa3/U1 incuriosisce gli astronomi per la sua composizione insolita. Con una massa equivalente a solo sedici volte quella del Sole, questa galassia è infatti ben al di sotto degli standard galattici. Tuttavia, la sua bassa massa stellare è controbilanciata dalla probabile presenza di materia nera.

Secondo la teoria cosmologica Lambda Cold Dark Matter (CDM), le galassie nane come UMa3/U1 sono circondate da vasti aloni di materia oscura, che aiutano a mantenere la loro integrità nonostante la loro bassa massa stellare. Si noti che a differenza della materia ordinaria, la materia oscura non interagisce con la luce e quindi non può essere osservata direttamente. Tuttavia, i suoi effetti gravitazionali sono percepibili sulla traiettoria delle stelle e di altri oggetti celesti.

Nel caso di UMa3/U1, la presenza di materia oscura sarebbe essenziale per spiegare la sua sopravvivenza come entità galattica distinta. Sebbene la sua massa stellare sia relativamente bassa, le osservazioni indicano effettivamente che le stelle di questa galassia si muovono insieme in modo coerente, suggerendo un coesione gravitazionale. Tuttavia, questa coesione sarebbe difficile da spiegare senza l’influenza significativa della materia oscurache aiuta a mantenere le stelle legate all'interno della galassia nonostante le forze di marea esercitate dalla Via Lattea circostante.

Quindi, anche se UMa3/U1 può sembrare insignificante in termini di massa stellare, questa galassia fornisce un laboratorio naturale per sondare le interazioni tra la materia ordinaria e la materia oscura, contribuendo così alla nostra comprensione della struttura su larga scala dell’Universo.

Quali sono le prospettive per questa galassia?

Nonostante le numerose domande sollevate da UMa3/U1, una cosa è chiara: questa scoperta apre nuove strade di ricerca e riflessione per gli astronomi di tutto il mondo. Le future osservazioni, in particolare con il telescopio Keck, potrebbero fornire ulteriori indizi sulla vera natura di questa enigmatica galassia.

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Che si tratti dei resti di un sistema stellare morente o della gemma nascosta di una nuova classe di galassie, UMa3/U1 continua ad affascinare e incuriosire le menti curiose dell'astronomia.

I dettagli dello studio sono pubblicati in Il diario astrofisico.





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