La più estesa mappa della materia oscura nell’Universo locale

catalogate 226 milioni di galassie sino a 7 miliardi di anni luce

Coma Cluster - Credit: DECaLS DR9, Giuseppe Donatiello

Grazie alla Dark Energy Survey (DES), gli astronomi hanno creato la più grande e profonda mappa della materia oscura, la misteriosa forma di materia che permea l’Universo e costituisce circa l’85% della sua massa. L’esistenza della materia oscura è dedotta dalla particolare rotazione delle galassie, dal fatto che esse si raggruppino in ammassi, dal veloce movimento degli ammassi globulari e dalla funzione di collante esercitata nelle antiche galassie nane che altrimenti si sarebbero disgregate.

Per studiarne e mapparne la sua distribuzione, i ricercatori hanno osservato la luce di lontane galassie e misurato quanto sia stata distorta dalla massa invisibile, presente intono a quelle più vicine. L’entità della distorsione permette di stimare la massa della materia invisibile interposta lungo la nostra linea di vista.

Per questo studio, il team DES non si è messo a misurare singolarmente i 226 milioni di galassie, sino a circa 7 miliardi di anni luce di distanza, ma si è affidato agli sviluppi dell’intelligenza artificiale (AI), espressamente istruita per eseguire l’analisi delle immagini catturate mediante un gigantesco mosaico CCD da 570 megapixel, che costituisce il cuore della Dark Energy Camera (DECam), montata nel fuoco del Blanco Telescope da 4m gestito dalla National Science Foundation e operativo presso il Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO) in Cile

La DECam in fase di integrazione. Il sensore è un mosaico di CCD per complessivi 570Mp.
Credito: DOE / FNAL / DECam / R. Hahn/CTIO/NOIRLab/NSF/AURA

Dall’agosto 2013, questo strumento ha raccolto una mole immensa di dati – tutti liberamente fruibili – fornendo agli scienziati l’opportunità di ricostruire l’evoluzione cosmica e il ruolo avuto dalla materia oscura, nonché dell’altrettanto misteriosa energia oscura, nel plasmare la struttura su larga scala che osserviamo nell’Universo. Il 27 maggio 2021, la collaborazione internazionale DES ha ufficializzato il secondo rilascio di dati (DR2), relativo ai primi tre anni di attività, descrivendone i risultati in 29 articoli scientifici pubblicati sul suo sito.

Su un’area estesa quanto quattro lune piene, in questi anni la DECam ha catturato centinaia di esposizioni da 90 secondi ogni notte in cinque specifici filtri, dal Vicino Infrarosso al Visibile, coprendo complessivamente una regione di ben 5.000 gradi quadrati (circa 1/8 dell’intero cielo) con una magnitudine tipica di 23,3. In questo modo la collaborazione DES ha potuto determinare un “redshift fotometrico” con cui ha ottenuto una stima di distanza approssimativa ma affidabile per milioni di sorgenti. Su 10 specifici campi il sondaggio è stato eseguito con più cura. L’elaborazione e analisi dei dati sono state eseguite presso il National Center for Supercomputer Applications presso l’Università dell’Illinois.

La regione indagata dalla Dark Energy Survey e la mappa della materia oscura ottenuta con i datti relativi ai primi tre anni di attività.

I nuovi risultati sono in sostanziale accordo con il modello cosmologico standard Lambda-Cold Dark Matter (ΛCDM), il più suffragato dai cosmologi, in cui l’Universo è governato per il 68,5% da energia oscura (Λ) e dal 26,6% di materia oscura “fredda” e con il restante 4,9% rappresentato dalla materia “normale”.

Le osservazioni sono in sostanziale accordo ma non perfettamente aderenti con le previsioni del modello ΛCDM, poiché DES ha rilevato un Universo leggermente meno “spugnoso” (più “liscio” direbbero i cosmologi) del previsto.

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Informazioni su Giuseppe Donatiello 298 Articoli
Nato nel 1967, astrofilo da sempre. Interessato a tutti gli aspetti dell'astronomia, ha maturato una predilezione per il deep-sky, in particolare verso i temi riguardanti il Gruppo Locale e l'Universo Locale. Partecipa a programmi Pro-Am nello studio dei flussi stellari in galassie simili alla Via Lattea mediante tecniche di deep-imaging. Ha scoperto sei galassie nane vicine: Donatiello I (2016), Donatiello II, III e IV nel sistema di NGC 253 (2020), Pisces VII (2020) e Pegasus V (2021) nel sistema di M31. Astrofotografo e autore di centinaia di articoli, alcuni con revisione paritaria.