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Hubble inquadra la prima galassia senza materia oscura

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NGC 1052-DF2 resides about 65 million light-years away in the NGC 1052 Group, which is dominated by a massive elliptical galaxy called NGC 1052. This large, fuzzy-looking galaxy is so diffuse that astronomers can clearly see distant galaxies behind it. This ghostly galaxy is not well-formed. It does not look like a typical spiral galaxy, but it does not look like an elliptical galaxy either. Based on the colours of its globular clusters, the galaxy is about 10 billion years old. However, even the globular clusters are strange: they are twice as large as typical groups of stars. All of these oddities pale in comparison to the weirdest aspect of this galaxy: NGC 1052-DF2 is missing most, if not all, of its dark matter. The galaxy contains only a tiny fraction of dark matter that astronomers would expect for a galaxy this size. But how it formed is a complete mystery. Hubble took this image on 16 November 2017 using its Advanced Camera for Surveys. Credit: NASA, ESA, and P. van Dokkum (Yale University)

Un team internazionale di ricercatori che utilizzano il telescopio spaziale Hubble della NASA / ESA, e diversi altri osservatori, hanno scoperto per la prima volta una galassia nel nostro quartiere cosmico che manca di materia oscura. Questa scoperta della galassia NGC 1052-DF2 sfida le teorie sulla formazione delle galassie attualmente accettate e fornisce nuove intuizioni sulla natura della materia oscura. I risultati sono pubblicati su Nature.

Gli astronomi hanno trovato un oggetto astronomico unico: una galassia che sembra non contenere quasi del tutto materia oscura. Hubble ha contribuito a confermare con precisione la distanza di NGC 1052-DF2 a 65 milioni di anni luce e ne ha determinato le dimensioni e la luminosità. Sulla base di questi dati, il team ha scoperto che NGC 1052-DF2 è più grande della Via Lattea, ma contiene circa 250 volte meno stelle, portandola ad essere classificata come una galassia ultra-diffusa.

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“Ho passato un’ora a fissare questa immagine”, ha detto il ricercatore Pieter van Dokkum della Yale University quando ricorda di aver visto per la prima volta l’aspetto di NGC 1052-DF2. “Questa cosa è sorprendente: un gigantesco blob così rado che vedi le galassie dietro di esso: è letteralmente una galassia trasparente”.

Ulteriori misurazioni delle proprietà dinamiche di dieci ammassi globulari in orbita attorno alla galassia hanno permesso alla squadra di dedurre un valore indipendente dalla massa delle galassie. Questa massa è paragonabile alla massa delle stelle nella galassia, portando alla conclusione che NGC 1052-DF2 contiene almeno 400 volte meno materia oscura di quanto gli astronomi prevedono per una galassia della sua massa. Questa scoperta non è prevista dalle teorie correnti sulla distribuzione della materia oscura e sulla sua influenza sulla formazione delle galassie.

“La materia oscura è convenzionalmente ritenuta parte integrante di tutte le galassie – la colla che le tiene insieme e l’impalcatura sottostante su cui sono costruite”, spiega il co-autore Allison Merritt della Yale University e del Max Planck Institute for Astronomy, Germania. E van Dokkum aggiunge: “Questa sostanza invisibile e misteriosa è di gran lunga l’aspetto più dominante di qualsiasi galassia: trovare una galassia che ne è priva è del tutto inaspettato, sfida le idee standard su come funzionano le galassie”.

Merritt osserva: “Non esiste una teoria che predice questi tipi di galassie – il modo in cui in realtà procede la loro formazione è completamente sconosciuto”.

Sebbene controintuitiva, l’esistenza di una galassia senza materia oscura annulla teorie che tentano di spiegare l’Universo senza che la materia oscura ne faccia parte: La scoperta di NGC 1052-DF2 dimostra che la materia oscura è in qualche modo separabile dalle galassie. Questo è concepibile solo se la materia oscura è legata alla materia ordinaria attraverso nient’altro che la gravità.

Nel frattempo, i ricercatori hanno già alcune idee su come spiegare la materia oscura mancante in NGC 1052-DF2. Un evento catastrofico come la nascita di una moltitudine di stelle massicce spazzò via tutto il gas e la materia oscura? O la crescita della vicina galassia ellittica NGC 1052 miliardi di anni fa ha un ruolo nella carenza di materia oscura di NGC 1052-DF2?

Queste idee, tuttavia, non chiariscono ancora come si sia formata questa galassia. Per trovare una spiegazione, il team sta già cercando altre galassie carenti di materia oscura, mentre analizzano le immagini di Hubble di 23 galassie ultra-diffuse, tre delle quali sembrano essere simili a NGC 1052-DF2.

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franco.folino
Franco Folino è un medico chirurgo, specialista in cardiologia, e un giornalista. Ha iniziato a lavorare come cronista alla fine degli anni settanta, scrivendo articoli per diverse riviste italiane di sport motoristici, e in seguito anche in media televisivi privati, estendendo il suo interesse in altri campi dell’informazione. Ha pubblicato differenti articoli scientifici ed editoriali su prestigiose riviste internazionali. Ha contribuito alla nascita di Newence, diventandone il direttore responsabile dal marzo del 2017.

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