Nube è il nome della galassia assegnato dalla figlia di 5 anni di uno dei ricercatori. Deve il suo nome alla forma diffusa che presenta l’oggetto astronomico.
La scoperta
Nube è una galassia che fa parte delle galassie quasi oscure che sono oggetti sfuggiti al rilevamento da parte delle indagini tradizionali. La bassa luminosità superficiale di queste galassie e quindi la loro bassa densità di massa stellare superficiale (poche masse solari per parsec al quadrato o meno), suggeriscono che la densità di energia rilasciata dalla materia sia inefficiente per modificare la distribuzione degli aloni di materia oscura che sono presenti nella zona. Per questo motivo, le galassie quasi oscure sono particolarmente promettenti per sondare la natura microfisica della materia oscura.
In questo articolo presentiamo la fortuita scoperta di Nube, una galassia quasi oscura che è stata identificata utilizzando l’imaging ottico profondo. (Tale metodo è caratterizzato da una sensibilità molto buona, in grado di rilevare dettagli estremamente deboli) del progetto IAC Stripe 83 Legacy.
Le varie osservazioni hanno individuato Nube come l’oggetto astrale più massiccio ed esteso del suo genere scoperto finora. La galassia è dieci volte più debole e ha un raggio effettivo tre volte più grande delle tipiche galassie ultra-diffuse con masse stellari simili.
Le attuali simulazioni cosmologiche nell’ambito dello scenario della materia oscura fredda non riproducono le proprietà strutturali di Nube. Tuttavia, la sua struttura altamente estesa e appiattita è coerente con uno scenario in cui le particelle di materia oscura sono assioni ultraleggeri.
Il gruppo di ricerca ed i primi risultati
Un gruppo di astrofisici guidati da Mireia Montes, ricercatrice dell’Istituto di Astrofisica delle Isole Canarie (IAC), ha scoperto la galassia più grande e diffusa finora registrata. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Astronomy & Astrophysics e ha utilizzato dati estratti dal Gran Telescopio de Canarias (GTC) e dal Green Bank Telescope (GBT).
Nube è una galassia nana quasi invisibile. Scoperta da un gruppo di ricerca internazionale guidato dall’Istituto di Astrofisica delle Isole Canarie ( IAC ) in collaborazione con l’Università di La Laguna ( ULL ).
La sua luminosità è così debole che è passata inosservata nelle varie mappature precedenti di quella parte di cielo, come se fosse un fantasma. Questo perché le stelle che la compongono sono ampiamente distribuite su un grande volume, il che rende la galassia Nube quasi impercettibile.
Questa nuova galassia presenta una serie di peculiarità che la rendono diversa da altri oggetti precedentemente conosciuti. Il team scientifico stima che Cloud sia una galassia nana 10 volte più debole in luminosità rispetto alle altre del suo tipo. Nello stesso tempo è 3 volte più estesa di altri oggetti con lo stesso numero di stelle. Più illustrativamente, parliamo di un oggetto che misura un terzo della Via Lattea, ma con una massa simile alla piccola Nube di Magellano.
Cosa dicono i ricercatori
“Con le nostre attuali conoscenze, non sappiamo come sia possibile che esista una galassia con caratteristiche così estreme“, spiega Mireia Montes , autrice principale dell’articolo e ricercatrice presso l’IAC e l’ULL.
Da anni Ignacio Trujillo, secondo autore dell’articolo, analizza con un team le mappe ottenute dalla SDSS (Sloan Digital Sky Survey) su una specifica striscia di cielo nell’ambito del progetto IAC Stripe 82 Legacy. In una delle recensioni è stata segnalata una leggera macchia che è riuscita ad attirare abbastanza attenzione da poter procedere.
Il passo successivo è stato quello di utilizzare le immagini multicolori ultra profonde del Gran Telescopio de Canarias (GTC) per confermare che la macchia apparsa sulla mappatura non era un qualche tipo di errore, ma piuttosto un oggetto estremamente diffuso. A causa della sua bassa luminosità, è difficile determinare la distanza esatta in cui si trova Cloud.
Gli autori dell’articolo hanno stabilito, attraverso un’osservazione ottenuta con il Green Bank Telescope (GBT), che la galassia potrebbe trovarsi a circa 300 milioni di anni luce di distanza, anche se le future osservazioni con il Very Large Array Telescope (VLA) e il William Herschel Telescope cercheranno di confermare se questa distanza è corretta. “Se la galassia dovesse essere più vicina, sarebbe comunque un oggetto molto raro che presenterebbe sfide importanti per l’astrofisica“, commenta Ignacio Trujillo .
Correlazione con la massa oscura
Un’altra sfida per l’attuale modello della materia oscura?
Come regola generale, le galassie hanno una densità di stelle molto più elevata nelle parti interne, e questa diminuisce molto rapidamente man mano che ci si allontana dal centro. Tuttavia, Montes
sottolinea che in Cloud “la densità delle stelle varia appena in tutto il corpo, per questo è così debole e non abbiamo potuto osservarla finché non abbiamo avuto le immagini ultra profonde del GTC”.
Cloud confonde le idee
Cloud confonde lo staff astronomico. “A priori, non esiste alcuna interazione o indicazione che spieghi le sue strane proprietà. Le simulazioni cosmologiche non sono in grado di riprodurne le “caratteristiche estreme” anche considerando scenari diversi. Abbiamo esaurito le opzioni all’interno del modello cosmologico ormai accettato, che è quello della materia oscura fredda”, sottolinea l’autore.
Il modello della materia oscura fredda riproduce strutture su larga scala, ma ci sono scenari su piccola scala, come la Nuvola, per i quali non è in grado di fornire una risposta. È stato dimostrato che i diversi modelli teorici non possono riprodurlo, rendendolo uno dei casi più estremi fino ad oggi conosciuti.
“È possibile che con questa galassia, e con altre simili che troveremo, otterremo ulteriori indizi che ci apriranno una nuova finestra per comprendere l’Universo“, dice Montes .
“Una possibilità molto suggestiva è che le proprietà insolite di Cloud ci dicano che le particelle che compongono la materia oscura hanno una massa ridicolmente piccola“, afferma Ignacio Trujillo.
Entra anche la fisica quantistica
Se così fosse, l’insolita struttura di quella galassia sarebbe una manifestazione delle proprietà della fisica quantistica, ma su scala galattica. “Se questa ipotesi fosse confermata, sarebbe una delle più belle mostre della natura che unisce il mondo dei più piccoli con quello dei più grandi”, conclude.
L’articolo originale: M. Montes, I. Trujillo, et al. “Una galassia quasi oscura con la massa della Piccola Nube di Magellano. ” A&A, 2024 . DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/202347667