Coelum Astronomia 210 - 2017 - Page 67

www.coelum.com

67

A mio avviso, e secondo molti altri esperti della materia, il dibattito, per quanto filosoficamente interessante, è scientificamente chiuso: le evidenze per l’esistenza della materia oscura coprono vaste scale, dalla scala delle galassie nane all’universo intero, e includono osservazioni, come il cosiddetto “Bullet cluster” (ammasso di galassie a proiettile, vedi box), che sono in sostanziale contraddizione con modificazioni alle leggi di gravitazione in assenza di un nuovo componente diverso dalla materia ordinaria. Il Bullet Cluster – in cui è possibile osservare separatamente dove si trova la maggior parte della sua massa (attraverso il lensing gravitazionale) e dove si trova invece la materia ordinaria (osservabile attraverso l’emissione X) –

Ciò è in accordo con il quadro “standard” nel quale un ammasso di galassie è costituito solo per circa l’un per cento da stelle, di cui la maggior parte è confinata nelle galassie, per il dieci per cento circa da gas caldo e per la rimanente parte da materia oscura “non collisionale”. In pratica, 1E0657-56 sarebbe un caso “quasi” unico in cui le stelle, che sono approssimativamente anch’esse non collisionali, e la presunta materia oscura si sono separati dalla materia gassosa che è invece collisionale e quindi soggetta per esempio a forze di pressione. Il motivo di tale separazione sarebbe un forte scontro tra i due ammassi che costituiscono il sistema. Il gas è frenato, mentre la materia non collisionale lo è molto meno.

Con una notevole semplificazione, il significato di quanto osservato nel “Bullet cluster” può essere illustrato immaginando di usare una bilancia.

Nella figura A, su uno dei piatti è stato appoggiato l’ammasso con tutte le sue componenti visibili (galassie, stelle, gas intergalattico) e invisibili (l’ipotetica materia oscura), mentre sull’altro abbiamo posto un peso equivalente alla massa totale derivata dall’effetto di lensing gravitazionale debole osservato sulle galassie di sfondo intorno all’ammasso. In questo modo i due piatti sono in equilibrio.

Immaginiamo ora di poter separare il gas intergalattico dalla materia visibile, come in effetti è avvenuto nell’ammasso 1E0657-56 per effetto della collisione, e di metterlo nel piatto di destra. Ci si potrebbe aspettare, visto che il gas costituisce una frazione cospicua della massa visibile, che la bilancia manifesti uno squilibrio (figura B).

Se ciò non avviene, come come esemplificato nella figura C e come in effetti è stato dedotto dall'esame degli effetti del lensing gravitazionale, i motivi di questo riequilibrio potrebbero essere due: o la massa del gas è irrilevante rispetto a quella della materia visibile, oppure nel piatto di sinistra esiste (del tutto invisibile) una massa (la “materia oscura”) tale da rendere inapprezzabile lo spostamento da un piatto all’altro del gas.