Il modello standard della cosmologia suggerisce che un alone di particelle di materia oscura circonda la maggior parte delle galassie. Tuttavia, questo alone di materia oscura è invisibile, ma la sua massa esercita una forte attrazione gravitazionale sulle galassie vicine.
Un nuovo studio di Università di Bonn (Germania) e il Università di Saint Andrews (Scozia) sfida questa visione dell’Universo. I risultati suggeriscono che le galassie nane del secondo ammasso di galassie più vicino alla Terra, noto come ammasso della Fornace, sono prive di tali aloni di materia oscura.
Gli scienziati, in particolare, hanno introdotto un modo innovativo per testare il modello standard in base alla quantità galassie nane sono disturbati dalle maree gravitazionali provenienti dalle galassie più grandi vicine.
Elena Asencio, dottore di ricerca. studente dell'Università di Bonn e autore principale della storia, ha detto: “Le maree si formano quando la gravità di un corpo esercita un’azione diversa su parti diverse di un altro corpo. Queste sono simili alle maree sulla Terra, che si verificano perché la Luna esercita una forza di attrazione maggiore sul lato della Terra rivolto verso la Luna”.
Pavel Kroupa, professore all'Università di Bonn e all'Università Carolina di Praga, ha dichiarato: “L’ammasso della Fornace ha una ricca popolazione di galassie nane. Osservazioni recenti mostrano che alcune di queste nane appaiono distorte, come se l’ambiente dell’ammasso le avesse disturbate”.
“Tali perturbazioni nei nani Fornax non sono previste secondo il Modello Standard. Questo perché, secondo l' modello di serie, le materia oscura gli aloni di questi nani dovrebbero in parte proteggerli dalle maree sollevate dall’ammasso”.
Sulla base delle caratteristiche interne e della distanza dal centro dell'ammasso gravitazionalmente forte, gli autori hanno calcolato il livello atteso di disturbo delle nane. Le galassie di massa stellare grandi ma basse e le galassie attorno al nucleo dell'ammasso sono più suscettibili alla perturbazione o alla distruzione. Hanno confrontato i risultati con il livello di interruzione che avevano notato nelle immagini raccolte dal VLT Survey Telescope dell’Osservatorio Europeo Australe.
Elena Asencio dice, “Il confronto ha dimostrato che se si vogliono spiegare le osservazioni del modello standard. I nani Fornax dovrebbero già essere distrutti dalla gravità del centro dell'ammasso, anche quando le maree che solleva su un nano sono sessantaquattro volte più deboli dell'autogravità del nano.
“Non solo questo è controintuitivo, ma contraddice anche studi precedenti, che avevano scoperto che la forza esterna necessaria per disturbare una galassia nana è più o meno uguale all’autogravità della nana”.
Sulla base di ciò, gli scienziati hanno concluso che è impossibile spiegare le morfologie osservate dei nani Fornax in modo coerente all'interno del modello standard.
Hanno ripetuto l'analisi utilizzando la dinamica Milgromiana (MOND). Invece di ipotizzare aloni di materia oscura che circondano le galassie, la teoria MOND propone una correzione alla dinamica newtoniana mediante la quale la gravità sperimenta un aumento nel regime di basse accelerazioni.
Il dottor Indranil Banik dell'Università di St Andrews ha detto: “Non eravamo sicuri che le galassie nane sarebbero state in grado di sopravvivere nell’ambiente estremo di un ammasso di galassie nella MOND, a causa dell’assenza di aloni protettivi di materia oscura in questo modello. Ma i nostri risultati mostrano un notevole accordo tra le osservazioni e le aspettative MOND per il livello di disturbo delle nane Fornax».
Aku Venhola dell'Università di Oulu (Finlandia) e Steffen Mieske dell'Osservatorio europeo meridionale hanno affermato: “È emozionante vedere che i dati che abbiamo ottenuto con il telescopio VLT hanno consentito un test così approfondito dei modelli cosmologici”.
Pavel Kroupa, membro del dipartimento di ricerca transdisciplinare, modellazione e materia dell'Università di Bonn, ha affermato: «Questa non è la prima volta che uno studio testa l'effetto della materia oscura sulla dinamica e evoluzione delle galassie conclusero che le osservazioni si spiegano meglio quando non sono circondate da materia oscura. Il numero di pubblicazioni che mostrano incompatibilità tra le osservazioni e il paradigma della materia oscura continua ad aumentare ogni anno. È tempo di iniziare a investire più risorse in teorie più promettenti”.
Dott. Hongsheng Zhao dell'Università di St Andrews aggiunto quello loro “I risultati hanno importanti implicazioni per la fisica fondamentale. Ci aspettiamo di trovare nani più disturbati in altri ammassi, una previsione che altri team dovrebbero verificare».
Riferimento della Gazzetta:
- Elena Asencio, Indranil Banik et al. La distribuzione e la morfologia delle galassie nane dell'ammasso della Fornace suggeriscono che siano prive di materia oscura. Avvisi mensili della Royal Astronomical Society, Volume 515, Numero 2, settembre 2022. DOI: 10.1093/mnras/stac1765
