Gli astronomi scoprono una terza galassia senza materia oscura

I risultati rafforzano le prove di una violenta collisione galattica che potrebbe aver separato la materia ordinaria da quella oscura.

Gli astronomi che utilizzano l’Osservatorio W. M. Keck a Maunakea, isola delle Hawaii, hanno scoperto la terza galassia conosciuta apparentemente priva di materia oscura, parte di una strana struttura lineare che potrebbe essersi formata durante una violenta collisione tra galassie.

La scoperta rafforza le prove di un processo raro e precedentemente inosservato in cui la materia ordinaria si separa dalla materia oscura, offrendo agli astronomi un modo potente e nuovo per studiare uno dei più grandi misteri dell’universo.

La galassia, nota come DF9, si trova accanto ad altre due galassie insolite — DF2 e DF4 — che in precedenza avevano stupito gli astronomi perché sembravano contenere poca o nessuna materia oscura. Nuove osservazioni mostrano che anche DF9 manca di materia oscura ed è parte della stessa stretta linea di galassie deboli e diffuse che si estendono nello spazio.

“Quasi ogni galassia dell’universo è dominata dalla materia oscura. Ma DF2, DF4 e ora DF9 sembrano essere eccezioni straordinarie,” ha detto Michael Keim, ricercatore e autore principale dello studio. “Questi risultati forniscono alcune delle prove più chiare finora che queste galassie si sono formate insieme in un evento violento che ha separato la materia ordinaria da quella oscura.”

Lo studio, guidato dall’Università di Yale, è pubblicato oggi su The Astrophysical Journal.

Un nuovo indizio nel mistero della materia oscura

Gli astronomi di Yale hanno avuto un ruolo centrale nella scoperta di galassie carenti di materia oscura sin dalla prima identificazione di DF2 e DF4 da parte dell’astronomo Pieter van Dokkum e del suo team, che hanno anche utilizzato le osservazioni dell’Osservatorio Keck per confermarne la natura insolita.

La scoperta di DF9 rafforza l’idea che tutte e tre le galassie si siano formate insieme durante lo stesso evento violento, probabilmente una collisione ad alta velocità tra galassie.

Un sistema del genere non è mai stato osservato prima e sta rimodellando la comprensione degli astronomi su come si formano le galassie.

I ricercatori ritengono che la collisione possa aver sottratto gas alla materia oscura circostante, permettendo la formazione di nuove galassie dalla sola materia ordinaria.

“La scoperta fornisce prove convincenti che la materia oscura si comporta come una sostanza fisica piuttosto che come effetto di una teoria alternativa della gravità, in particolare sulla scala delle galassie nane, dove queste teorie sono più discusse,” ha aggiunto van Dokkum, coautore dello studio.

Misurare l’invisibile

Il team ha utilizzato il Keck Cosmic Web Imager (KCWI) dell’Osservatorio Keck per misurare i moti delle stelle all’interno di DF9 analizzando la luce emessa su diverse lunghezze d’onda.

Queste misurazioni hanno rivelato che DF9 ha una massa di soli circa 100 milioni di Soli, perfettamente coerente con la materia visibile della galassia.

Se la galassia contenesse una quantità tipica di materia oscura, gli astronomi si aspetterebbero che fosse circa 100 volte più massiccia.

“L’eccezionalmente alta precisione di KCWI ci ha permesso di misurare la massa straordinariamente bassa di DF9 con la precisione necessaria per dimostrare la sua assenza di materia oscura”, ha detto Keim.

Sulla base di queste osservazioni, studi futuri che utilizzano sia osservatori esistenti che futuri permetteranno al team di cercare gas che potrebbe essere rimasto indietro nella collisione e di limitare il contenuto di gas delle galassie stesse.

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