C'è della materia oscura al centro della Via Lattea?

C'è della materia oscura al centro della Via Lattea?
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I fisici del MIT hanno rivitalizzato l'ipotesi, precedentemente scartata, che i lampi di raggi gamma che osserviamo nel centro della nostra galassia siano provocati dalla materia oscura. Questa prospettiva è estremamente interessante, perché potrebbe essere il primo caso in cui vediamo un segnale elettromagnetico provocato dalla materia oscura.

Per anni gli astrofisici hanno osservato un eccesso di energia, sotto forma di raggi gamma, nel centro della Via Lattea. Questi raggi sono prodotti dagli oggetti più caldi e strani dell'Universo, come supernovae e pulsar. I Gamma-ray Burst sono tra gli eventi più energetici dell'Universo, più potenti di quanto ci aspettassimo.

I raggi gamma provengono da ogni parte nel disco della Via Lattea, e di queste sorgenti gli astrofisici sono stati in grado di determinare il meccanismo di emissione. Tuttavia al centro c'è un bagliore di raggi gamma, conosciuto come galactic center excess (GCE), con proprietà difficili da spiegare e che hanno impedito una completa identificazione della causa che l'origina.

Ci sono due metodi per spiegare questo eccesso: una popolazione di stelle di neutroni che ruotano molto rapidamente; o un alone concentrato di materia oscura, che collidendo tra di loro emette raggi gamma. Quest'ultima è l'ipotesi più intrigante.

Nel 2015, un team congiunto di Princeton e del MIT, ha optato per le pulsar. I ricercatori hanno analizzato i dati raccolti dal Fermi Gamma-ray Space Telescope, utilizzando un modello che gli permetteva di caratterizzare tutte le interazioni in grado di produrre raggi gamma. Il metodo sviluppato permette di capire se una regione sferica è "liscia" o "granulare". Se la fonte delle eccesso sono le pulsa, il segnale sarà originato da una serie di sorgenti molto luminose e molto piccole; invece, se i raggi gamma sono prodotti dalla materia oscura, ci aspettiamo una sorgente più diffusa. Il loro studio li ha portati a concludere che il GCE è più probabilmente causato dalle pulsar, piuttosto che dalla materia oscura.

Il nuovo studio, guidato da Rebecca Leane, ha ridimensionato le conclusioni della precedente ricerca. Analizzando il modello precedentemente utilizzato, hanno trovato un errore sistematico che impedisce di rilevare segnali prodotti dalla materia oscura. Nello specifico i ricercatori hanno inserito un falso segnale, prima in un background fittizio e poi all'interno dei dati di Fermi, e anche quando lo hanno ingigantito, questo non è mai stato rilevato.

"È eccitante sapere che non abbiamo eliminato la possibilità della materia oscura", ha detto Slatyer, autrice dello studio del 2015.

"Se fosse realmente materia oscura, questa sarebbe la prima evidenza di un'interazione con la materia visibile tramite forze che non siano quella di gravità," afferma Leane. "La natura della materia oscura è una delle grandi domande aperte della fisica. Identificare questo segnale come prodotto da materia oscura potrebbe mostrare l'identità della materia oscura. Non importa quele sia l'origine di questo eccesso, impareremo comunque qualcosa sull'universo".

Questa ricerca unisce due degli ambiti più interessanti dell'astrofisica moderna: lo studio dei raggi gamma e le ricerche sulla materia oscura. Speriamo che possa servire a scoprire la natura di entrambi questi strani fenomeni; in ogni caso è stimolante sapere che anche la nostra galassia è in grado di riservare molte sorprese, come il galactic centre excess o l'attività del buco nero supermmasivo al centro della Via Lattea.