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Mappa della Materia Oscura dalla Yale University
Credit NSF
Una mappa dettagliata delle distribuzioni di cluster di materia oscura ricostruita in un cluster di galassie distanti, ottenuti dai dati dell’ Hubble Space Field Telescope Frontier Fields. La materia invisibile, in questa mappa è costituita da un mucchio liscio di materia oscura su cui si formano i grumi.
Un team internazionale di ricercatori guidato da Priyamvada Natarajan, un astrofisico presso la Yale University, ha prodotto una delle mappe a più alta risoluzione di materia oscura mai creata. La mappa offre un caso dettagliato per l’esistenza di materia oscura fredda, particelle lente che compongono la maggior parte della materia nell’universo.
La mappa delle materie oscure è derivata dai dati elaborati dall’Hubble Space Telescope Frontier Fields, ottenuti da un trio di cluster di galassie che fungono da lenti d’ingrandimento cosmico per esplorare le parti più vecchie e più distanti dell’universo, un fenomeno noto come lente gravitazionale.
Il team ha analizzato le immagini dell’Hubble. “Con i dati di questi tre cluster di lensing abbiamo mappato con successo la granularità della materia oscura all’interno dei cluster in dettagli squisiti”, ha detto Natarajan. “Abbiamo mappato tutti i grumi di materia oscura che i dati ci consentono di rilevare e hanno prodotto la mappa topologica più dettagliata della materia oscura fino ad oggi”.
Gli scienziati credono che la materia oscura – le particelle teorizzate, non visibili che non riflettono né assorbono la luce, ma sono in grado di esercitare gravità – possono comprendere l’80 per cento della materia nell’universo. La materia oscura può spiegare la natura stessa di come si formano le galassie e come è strutturato l’universo. Gli esperimenti a Yale e altrove stanno cercando di identificare la particella di materia oscura; I candidati principali includono axions e neutralinos.
Significativamente, la mappa si adatta perfettamente alle simulazioni computerizzate di materia oscura teoricamente prevista dal modello di materia oscura fredda; La materia oscura fredda si muove lentamente rispetto alla velocità della luce, mentre la materia oscura calda si muove più velocemente. Questo accordo con il modello standard è notevole dato che tutte le prove per la materia oscura finora sono indirette, hanno detto i ricercatori.
Le simulazioni ad alta risoluzione utilizzate nello studio, noto come suite Illustris, imitano la formazione della struttura nell’universo nel contesto della teoria accettata. Uno studio dettagliato sui risultati è apparso il 28 febbraio nella rivista Monthly Notices della Royal Astronomical Society.
Altri ricercatori di Yale coinvolti nello studio sono stati gli studenti di laurea Urmila Chadayammuri e Fangzhou Jiang, membro della facoltà Frank van den Bosch, e Hakim Atek. Altri coautori provengono da istituzioni in tutto il mondo: Mathilde Jauzac del Regno Unito e del Sudafrica; Johan Richard, Eric Jullo e Marceau Limousin dalla Francia; Jean-Paul Kneib dalla Svizzera; Massimo Meneghetti dall’Italia; E simulatori Illustris Annalisa Pillepich, Ana Coppa, Lars Hernquist e Mark Vogelsberger dagli Stati Uniti.
La ricerca è stata sostenuta in parte da sovvenzioni della National Science Foundation, del Consiglio per gli impianti di scienza e tecnologia e della NASA tramite l’iniziativa HST Frontier Fields dell’Istituto per lo spazio telescopico.
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