Astrofilo_novembre2012

COSMOLOGIA ASTROFILO l’ che ha consentito di ottenere una stima sorprendente della quantità di materia oscura presente nell’universo. La scoperta, pubblicata a ini- zio novembre sul Monthly No- tices della Royal Astronomical Society, è il frutto di un lavoro portato avanti principalmente da ricercatori del Laboratoire d'Astrophysique de Marseille e della University of Hawaii, ba- sato sull’elaborazione di dati multibanda raccolti con alcuni dei più potenti telescopi esi- stenti, tra i quali Hubble, Su- baru, CFHT, Keck e Gemini North. Oggetto di tanta atten- zione è uno dei più grandi am- massi di galassie conosciuti, MACS J0717 (MACS sta per MAssive Cluster Survery), sco- perto una decina di anni fa, ri- sultato ancora in crescita e associato a un filamento che si estende ben oltre la regione più densa del- l’ammasso. Quel filamento aveva le caratteri- stiche ideali per consentire la costruzione di una mappa 3D della materia oscura in esso contenuta e per calcolarne la massa. Per riu- scire nella doppia impresa, i ricercatori si sono mossi su due fronti distinti: misurazione del lensing gravitazionale generato dal filamento nella luce delle galassie di fondo e calcolo delle distanze e del moto delle galassie fisica- mente associate al filamento. Nel lensing gravitazionale, fenomeno previ- sto un secolo fa da Einstein, la luce di una ga- lassie lontana viene deformata e amplificata da una massa (generalmente un ammasso di galassie) interposta fra la sorgente e l’osser- vatore. Da come l’immagine originaria (pre- sunta) viene deformata e amplificata si può risalire alla quantità e alla distribuzione della massa interposta. Utilizzando tecniche avan- zate in fatto di lensing e sviluppando nuovi strumenti matematici per trasformare le di- storsioni delle immagini in mappe di massa, il team internazionale che (sotto la guida di Mathilde Jauzac) ha studiato MACS J0717 è riuscito a stimare la densità media della ma- teria in esso contenuta, ben 300 milioni di masse solari per kiloparsec quadrato. Per ca- ratterizzare con maggiore precisione il fila- mento era però necessario sapere come quel- la materia si colloca nelle tre dimensioni spa- ziali, obiettivo raggiunto grazie a precise mi- sure del redshift delle galassie che vi appa- iono immerse e che sono dunque state utiliz- zate come se fossero un tracciante. Di alcune migliaia di esse, disseminate su un campo di 10×20 minuti d’arco, sono stati rile- vati moti e distanze, che attraverso oppor- tune elaborazioni hanno permesso ai ricer- catori di risalire alla forma tridimensionale del filamento e alla sua orientazione nello spazio. Grazie a questo nuovo approccio nello studio dei filamenti è risultato chiaro che quello di MACS J0717 si estende nello spazio per quasi 60 milioni di anni luce, ma soprattutto che contiene così tanta materia oscura che se fosse rappresentativo di tutti i filamenti che costituiscono la trama cosmica, quella so- stanza costituirebbe oltre la metà della massa dell’universo. Una conclusione che se fosse confermata da future ricerche simili a quella del team di Jauzac su altri filamenti mette- rebbe in discussione alcuni dei più accreditati modelli cosmologici. n I n questa illustra- zione troviamo MACS J0717 (nel cerchio grande tratteggiato) e altre concentra- zioni minori di ga- lassie lungo il filamento di cui si parla nel testo (an- ch’esso tratteg- giato). Se quest’ul- tima struttura vie- ne osservata bidi- mensionalmente, senza tener conto della profondità (primo schema nell’area viola) ri- sulta molto più corta di quanto non sia nella real- tà, ossia in visione tridimensionale (secondo schema nell’area viola). [ESA, Karen Tera- mura, UH Institute for Astronomy]