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A caccia della materia mancante con pulsar e Frb

Le pulsar e i fast radio burst, trottole cosmiche ed emissioni radio distanti, potrebbero risolvere l’enigma della materia mancante del cosmo. Ad affermarlo sono due studi indipendenti, che a distanza di qualche mese hanno trovato in queste sorgenti luminose la chiave per scovare le particelle “impossibili” della nostra e di altre galassie.

Ma facciamo un passo indietro. Tutto ciò che sappiamo dell’universo riguarda circa il 5% della materia cosmica. Il resto è costituito da materia ed energia oscura, ancora oggi avvolte dal mistero. Il nostro pianeta, il nostro corpo, tutto ciò che vediamo e tocchiamo rientra in quel 5% di materia ordinaria, chiamata dagli scienziati materia barionica.

Ma anche per questa piccola percentuale di sostanza cosmica i conti non tornano. Quando gli astronomi sono andati a caccia di barioni nei dintorni del nostro pianeta, hanno scoperto che i gas, le polveri e le stelle delle galassie vicine avevano meno materia barionica di quanto previsto. E la Via Lattea non è da meno: anche la nostra dimora galattica, nel complesso, non ha abbastanza barioni.

Ecco che dopotutto la materia ordinaria non è così conosciuta. Senza bisogno di scomodare la materia oscura, anche quel 5% di materia barionica racchiude molti misteri. Per svelare l’enigma della materia mancante, gli strumenti di osservazione ad oggi disponibili si sono rivelati insufficienti.

Alcuni scienziati hanno recentemente cercato di aggirare il problema utilizzando i cosiddetti fast radio burst (Frb), intensi e brevissimi impulsi provenienti da galassie distanti. I lampi radio veloci durano soltanto una manciata di millisecondi, ma in questo tempo riescono a rilasciare la stessa energia prodotta in quasi un secolo dal nostro Sole.

Secondo recenti teorie, i fast radio burst possono fungere da “ripetitori” della materia mancante, identificando così i barioni nascosti. Va in questa direzione uno studio condotto qualche mese fa dall’Università di Curtin in Australia, che ha mostrato come la radiazione proveniente dai lampi radio veloci venga diffusa dalla materia barionica. In modo simile al meccanismo per cui la luce solare si diffonde attraverso un prisma.

Ora uno degli autori della ricerca a guida australiana, J. Xavier Prochaska dell’Università della California, ha partecipato a un nuovo studio per cercare la “firma” dei barioni nella nostra galassia sfruttando i Frb che la attraversano. E aggiungendo un nuovo ingrediente: le pulsar, stelle di neutroni che ruotano vorticosamente su loro stesse e che come i fast radio burst sono sorgenti super energetiche. I risultati, pubblicati su The Astrophysical Journal Letters, affermano che la luce proveniente da queste due fonti, viaggiando nello spazio verso di noi, intercetta la materia barionica e si disperde di conseguenza. Analizzando l’indice di dispersione della materia utilizzando modelli statistici, gli scienziati sono riusciti a individuare la traccia dei barioni mancanti ai confini della Via Lattea.

Siamo ancora lontani dal poter dire di sapere alla perfezione tutto ciò che è compreso in quel 5% di materia cosmica conosciuta. Ma ormai è chiaro che l’aiuto per risolvere definitivamente l’enigma va cercato lontano da casa, nei fenomeni più energetici del cosmo come pulsar e Frb. Che, viaggiando fino a noi, ci possono insegnare molto anche sulla nostra dimora galattica.

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