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In base ai modelli scientifici che abbiamo costruito per descrivere la meccanica del Cosmo, la materia barionica esistente dovrebbe essere in quantità superiore a quella che è stata effettivamente osservata nell’universo locale.
Della cosiddetta ‘materia ordinaria’ o ‘visibile’, quella di cui sono fatte le galassie, le stelle, i pianeti, il nostro corpo e che nel suo insieme rappresenta un mero 5% di tutta quella esistente, un terzo circa risulta introvabile.
Le predizioni suggerivano che dovesse nascondersi nei lunghi filamenti di gas caldi che collegano le galassie, ma questi sono estremamente tenui e quindi molto complicati da scoprire e osservare. Abbiamo già individuato alcuni di questi filamenti in passato, sebbene la luce che emettano sia così debole che è difficile distinguerla da quella prodotta da altri oggetti nelle vicinanze, come ad esempio una galassia, rendendo le analisi difficilissime se non addirittura inattendibili.
Ora, grazie al supporto di dati fornito da due telescopi spaziali, l’Xmm Newton dell’Agenzia Spaziale Europea (Esa) e il Suzaku X-ray dell’Agenzia Spaziale Giapponese (Jaxa), è stato appena scoperto un filamento di cui è possibile descrivere accuratamente le caratteristiche.
Si tratta di una struttura immensa, che si estende per ben 23 milioni di anni luce all’interno del superammasso di Shapley. Questa sterminata scia di gas fa da ponte per unire quattro ammassi di galassie disposti in due coppie contrapposte (come si vede nell’immagine di apertura). I gas di cui è composta si trovano a una temperatura di dieci milioni di gradi e nella loro totalità raggiungono una massa equivalente a dieci volte quella della Via Lattea.
«Per la prima volta, i nostri risultati combaciono con quelli descritti nei modelli principali dell’Universo. Sembra che le simulazioni fossero corrette», ha commentato Kostantinos Migkas dell’Osservatorio Leiden in Olanda, tra i principali scienziati coinvolti nella scoperta.
Per trovare il filamento, si è proceduto innanzitutto alla mappatura della sua debole emissione a raggi X all’interno di un’ampia regione, usando il telescopoio Suzaku. Con l’Xmm Newton invece, sono state analizzate le sorgenti di raggi X emesse da oggetti di altra natura (principalmente buchi neri supermassicci), così da distinguerle e isolarle da quelle prodotte dal filamento.
«Grazie all’Xmm Newton, possiamo identificare e rimuovere questi ‘contaminatori cosmici’ per essere certi di guardare solo ai gas del filamento e nient’altro – ha aggiunto il co-autore Florian Pacaud, dell’università di Bonn – Il nostro approccio ha avuto molto successo, il filamento è esattamente ciò che ci aspettavamo dalle nostre simulazioni dell’Universo su larga scala».
Oltre ad aver dimostrato che è possibile trovare la materia barionica mancante mediante profonde e dettagliate scansioni delle più deboli sorgenti a raggi X, la scoperta mostra come alcune delle strutture più estreme e dense dell’Universo, gli ammassi di galassie, siano collegate tra loro da questi filamenti gassosi, pur trovandosidistanti.
Lo studio dei filamenti è utile anche per comprendere la vera natura di quella che chiamiamo ragnatela cosmica (cosmic web), e cioè l’impalcatura sulla quale sembra sia strutturato l’intero Universo.
Conoscere nei dettagli le caratteristiche e le dinamiche di questa ragnatela non solo ci permetterebbe di descrivere correttamente l’organizzazione di tutta la materia esistente contenuta nell’Universo, ma anche la sua storia ed evoluzione. Per questo nel 2023 è stata lanciata una missione apposita, che ha messo in orbita il telescopio Euclid proprio con l’obiettivo di studiare la ragnatela cosmica, la materia oscura e l’energia oscura.
Per quanto riguarda il presente, al di là degli ottimi risultati nella caccia alla materia barionica, la scienza ha riscontrato che le predizioni teorico-scientifiche in nostro possesso sono affidabili. Come accaduto già in altri àmbiti, ad esempio con le onde gravitazionali o i buchi neri, quello che era stato previsto dai modelli si è poi rivelato corretto nelle osservazioni, dimostrando che la strada intrapresa per la comprensione dell’Universo è quella giusta.
Immagine: il filamento di gas appena scoperto che unisce quattro ammassi galattici (i punti in bianco circondati da colori), qui visibile in tonalità violacea. E’ composto da gas incandescenti che emettono raggi X e fino ad oggi non era stato individuato.
Crediti: Esa/Xmm, Newton and Isas/Jaxa