La massa mancante, ricerca ai raggi X…

Alcuni scienziati hanno utilizzato la sonda Chandra insieme con XMM-Newton per individuare una vasta “riserva” di gas che si trova lungo una struttura a forma di “parete”, a circa 400 milioni di anni luce dalla Terra.

Nell’immagine riprodotta qui sotto, viene raffigurata una immaginaria “vista da vicino” del Muro di Sculptor. Nell’illustrazione si può ammirare la moltitudine di galassie di tipo ellittico e a spirale, insieme con il gas intergalattico oggetto di recentissima scoperta; quest’ultimo è mostrato in colore blu e fa parte del gas intergalattico caldo (in inglese, Warm Hot Intergalactic Medium, WHIM).

La scoperta è importante perché costituisce la più decisa evidenza finora disponibile, di come la “materia mancante” nell’universo vicino – lungi dall’apparire omogeneamente distribuita – sia localizzata in una enorme ragnatela di gas caldo diffuso.

Il "muro di Sculptor" con il fascio di luce proveniente dai dintorni del buco nero (Crediti: NASA/CXC/M.Weiss; Spectrum: NASA/CXC/Univ. of California Irvine/T. Fang et al.)
Crediti: NASA/CXC/M.Weiss; Spectrum: NASA/CXC/Univ. of California Irvine/T. Fang et al.

Tutto semplice? Non proprio. Il fatto è che l’emissione in banda X da WHIM lungo questo “muro” è decisamente troppo debole per essere rilevata… Ma ecco il trucco! Che ti fanno questi ricercatori? Aggirano il problema, cercando segnali di assorbimento della luce che proviene dallo sfondo brillante, da parte dell’elusivo WHIM. Per questo obiettivo si servono appunto di Chandra e di XMM, effettuando un set di osservazioni “profonde”.

La sorgente di questa luminosità è un buco nero in rapida crescita, che si trova esattamente dietro il “muro”, ad una distanza da esso di circa due miliardi di anni luce. L’oggetto massiccio è mostrato in figura come una sorgente di fattezza stellare, con un raggio di luce che viaggia attraverso il Muro di Sculptor verso la Terra.

Nel box in alto a destra, viene invece mostrato uno spettro in banda X della sorgente; i punti in giallo corrispondono alle rilevazioni di Chandra, mentre la linea rossa rappresenta il miglior modello che si può ottenere per lo spettro, tenendo conto di tutti i dati sperimentali. Ecco il trucco, allora: guardando lo spettro si vede una “caduta” di segnale nella parte destra. Questo corrisponde all’assorbimento della radiazioni causato dagli atomi di ossigeno presenti nella elusiva WHIM. Le caratteristiche di questa “caduta” risultano peraltro pienamente compatibili con la distanza stimata del gas caldo, così come con la sua predetta temperatura e densità.

Questi risultati portano gli scienziati a ritenere come il gas che forma la WHIM sia presente in altre strutture a larga scala. La predizione è che circa metà della materia ordinaria (cioè quella composta da particelle come protoni ed elettroni, che costituisce in pratica il nostro mondo, ed è diversa dalla materia “oscura”) nell’universo locale si possa trovare proprio in forma di WHIM.

Chandra Press Release