Altri indizi di materia oscura

L'universo sembra contenere molta più materia di quanta ne riusciamo a vedere. La materia oscura è stata postulata fin dagli anni '30 del secolo scorso per rendere conto della enorme massa mancante nell'universo, invisibile in quanto non produce alcun tipo di onda elettromagnetica, eppure tradisce la sua presenza attraverso gli effetti gravitazionali che produce su stelle e galassie.

Vedere in proposito i post:

http://antaresnotizie.blogspot.com/2007/03/il-lato-oscuro-delluniverso-premessa.html

http://antaresnotizie.blogspot.com/2007/03/il-lato-oscuro-delluniverso-misure.html

Si tratta di un'ipotesi che, pur in presenza di svariate evidenze osservative, non riesce ancora a chiarire la vera natura della materia oscura, ricerca questa nella quale sono impegnati numerosi fisici, cosmologi e astrofisici di tutto il mondo. Proprio recentemente altri due indizi sull'esistenza della materia oscura si sono aggiunti a quelli già noti da tempo.

Osservazioni del telescopio spaziale

Una recente osservazione condotta con il telescopio spaziale Hubble ha permesso a un gruppo di astronomi di avanzare un'ipotesi circa la presenza di grandi quantità di materia oscura attorno a galassie nane. Le galassie nane si trovano all'interno dell'ammasso del Perseo, a circa 250 milioni di anni luce. La loro forma quasi perfettamente sferica mal si concilia con altre due caratteristiche osservate: la loro piccola massa e la loro presenza proprio nel centro dell'ammasso, dove le intense forze gravitazionali esercitate dalle numerose galassie di grande massa non ne dovrebbero permettere l'esistenza. Il cannibalismo fra galassie, con le più grandi che deformano e poi inglobano le più piccole, è un fenomeno molto comune nel centro degli ammassi. Ecco allora che gli astronomi, per spiegare la forma sferica di queste galassie di piccola massa, hanno ipotizzato che in realtà esse possano essere avvolte da grandi quantità di materia oscura, che pur non rilevabile nelle osservazioni, ne fa aumentare la massa fino a garantirne la sopravvivenza. Insomma, queste galassie nane sarebbero immerse in un guscio di materia oscura che le ha protette dalla voracità delle galassie più grandi.

L'esperimento PAMELA

PAMELA è attualmente l'esperimento più ambizioso per la ricerca di antimateria nei raggi cosmici. Nato dalla collaborazione tra l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e le agenzie spaziali italiana e russa, è stato lanciato nel 2006 a bordo di un satellite russo per rispondere ad alcuni dei più grandi quesiti della cosmologia. Perché nell’Universo esiste una forte asimmetria tra materia e antimateria, con una nettissima prevalenza della prima? Secondo la teoria del Big Bang, l’una e l’altra si sarebbero formate in quantità uguali, annientandosi a vicenda in lampi di pura energia. Come mai, a un certo punto, si è creato una squilibrio e la materia che oggi forma le stelle, i pianeti, noi stessi e tutto ciò che conosciamo, ha avuto la meglio?

Questo strumento studia i raggi cosmici e, in particolare, la loro componente di antimateria. I raggi cosmici sono particelle accelerate a velocità vicine a quella della luce, probabilmente in seguito agli effetti di esplosioni di supernovae lontane o di altri fenomeni violenti nel cosmo; sono formati soprattutto da protoni, nuclei di atomi di elio, o più pesanti, ed elettroni. Tuttavia, tra le particelle più rare si trovano anche particelle di antimateria, identiche alle particelle di materia ma con carica opposta, e tra queste, in particolare, antielettroni, chiamati anche positroni, e antiprotoni.
I risultati recentemente pubblicati su Nature evidenziano un’anomalia nel rapporto tra il numero di positroni e il numero di elettroni rivelati. Questa abbondanza di positroni può trovare una spiegazione plausibile in un segnale di materia oscura. L’ipotesi è che le particelle di materia oscura presenti nella nostra galassia, interagendo fra loro, si annichilino o decadano, producendo sciami di particelle secondarie di alta energia e, in particolare, coppie protone-antiprotone ed elettrone-positrone che Pamela sta intercettando.

"Questi dati - specifica Picozza, coordinatore dell'esperimento - insieme a quelli pubblicati sul rapporto tra antiprotoni e protoni a febbraio su Physical Review Letters, sono uno dei più importanti contributi di questi ultimi anni alla conoscenza del mistero della materia oscura, permettendo di restringere in modo molto significativo il campo delle ipotesi sulla sua natura."

Tuttavia ancora molto c'è da scoprire!