Spazio, l’ Universo “completo”: scoperta la materia mancante

Fabrizio Nicastro spiega la scoperta che “spiega” l’Universo

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Universo Materia mancante trovata

Universo, materia mancante, ricerca: sono queste le tre parole fisse nella mente degli astrofisici di tutto il mondo. Una domanda senza risposta fino a ieri. A trovare la soluzione, a diramare la scoperta, a scovare la materia mancante, un italiano, Fabrizio Nicastro. Una di quelle scoperte che, nel loro silenzio dirompente e contemplativo, esplodono come fuochi d’artificio lasciando stupore e speranza nella mente di molti.

L’Universo è ‘completo’, finalmente. Eccola lì, l’hanno trovata. La massa mancante, quella materia visibile prevista dalla matematica ma introvabile nei 10miliardi di esperienza cosmica. Invisibile. Impossibile da trovare. Non per lui, Fabrizio Nicastro, in forza all’ Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf) e attento osservatore cosmico con il telescopio Xmm-Newton dell’Agenzia Spaziale Europea (Esa).

La massa mancante si trova celata nei filamenti di gas che attraversano il cosmo, come fossero una ragnatela. Lo asserisce Nicastro e lo pubblica anche, sulla rivista Nature. “Le nostre osservazioni – spiega l’astrofisico – sono giunte dopo 18 anni di incessanti tentativi da parte di diversi gruppi di ricerca nel mondo. E hanno finalmente individuato la materia ordinaria mancante dell’Universo”. Ma c’é di più. L’astrofisico italiano ha aggiunto: “”La materia che abbiamo trovato è esattamente nella posizione e nella quantità predette dalla teoria. Quindi possiamo dire di aver risolto uno dei più grandi misteri dell’astrofisica moderna: quella dei barioni mancanti”.

La ricerca

A coordinare la ricerca, l’Osservatorio di Roma dell’Inaf, in collaborazione con altre istituzioni europee, statunitensi e italiane. Importanti le università italiane coinvolte:  Università di Trieste e sezione di Trieste dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn). E poi Università di Roma Tre e Osservatorio di Bologna.

Universo materia mancante e filamenti cosmici

L’astrofisico italiano stava rincorrendo la massa mancante da tempo ormai. Già nel 2005, mentre era negli States presso il Centro di Astrofisica Harvard-Smithsonian di Cambridge. Fabrizio Nicastro aveva intercettato le possibili aree in cui la materia mancante poteva celarsi. Anche allora la scoperta aveva avuto la sua eco sulla rivista Nature, ma ancora mancava qualcosa. Che adesso è stato trovato.

Da uno studio protratto sin dalla ricerca del 2005 e portato ulteriormente avanti tra il 2015 e il 2017 è emersa la scoperta. Il telescopio spaziale è stato puntato sulla stessa porzione del cielo osservata nel 2005, proprio in corrispondenza del qasar 1ES 1553+113. Il risultato è stato ottenuto dalla combinazione delle osservazioni condotte nel biennio sopracitato ed alcune altre condotte in precedenza. Si è così ottenuta la fotografia del materiale presente tra il qasar e il punto di osservazione, ossia la Terra.

Il “selfie” della Materia

Finalmente arriva la foto. Una fotografia chiara ed evidente della materia visibile, una fotografia finalmente completa che permette di ragionare sull’universo in termini ancora più precisi.

Della materia ordinaria conosciuta fino ad oggi, infatti, ossia quella materia fatta di particelle dette barioni, si conservava soltanto un lontanissimo ricordo. Un ricordo sbiadito eppure presente, trasportato dalla radiazione cosmica di fondo, ossia quella radiazione chiamata “eco del Big Bang”. Dagli studi si è notato che, però, qualcuno mancava all’appello.

Dopo i primissimi miliardi di anni dell’universo, infatti, non era nota quella parte di materia che costituisce tutto il creato, ossia pianeti, stelle e tutto il resto.

Ora, grazie ai dati del telescopio europeo a raggi X, Xmm-Newton, e alla lunga ricerca dell’astrofisico italiano, abbiamo acquisito la conoscenza. La massa mancante si nasconde nei filamenti cosmici. Questi sono composti principalmente di idrogeno ionizzato e sono filamenti estremamente deboli e di difficile osservazione.

La fotografia ha messo in luce deboli righe di assorbimento dovute alla presenza di una grandissima quantità di barioni. Queste particelle sono annegate nel materiale caldo e gassoso che, per milioni di anni luce, si estende tra una galassia e l’altra.

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