Scoperta la prima traccia della materia oscura nell’Universo

Dai telescopi della NASA i raggi gamma che disegnano l’impronta della sostanza più misteriosa del cosmo

Tutto ciò che è visibile dell’Universo – dalle stelle più remote ai pianeti, passando per la Terra – rappresenta una frazione minuscola della realtà. Il resto, l’85% della materia esistente, appartiene a qualcosa che gli scienziati chiamano materia oscura. Da quasi un secolo gli astrofisici sanno che deve esistere, perché senza di essa le galassie non potrebbero tenere insieme. Eppure, nessuno era mai riuscito a intercettarne una traccia diretta. Fino ad oggi, quando l’astrofisico giapponese Tomonori Totani dell’Università di Tokyo avrebbe individuato il primo segnale concreto di questa entità fantasma. La scienza, dunque, potrebbe essere vicina a svelare il segreto che tiene insieme galassie, ammassi stellari e forse l’intero tessuto dello spazio-tempo.

L’enigma della materia oscura

La storia inizia nel 1933, quando l’astronomo svizzero Fritz Zwicky studiava l’Ammasso della Chioma, un gruppo di galassie distante circa 320 milioni di anni luce. I calcoli non tornavano: la massa visibile di quelle galassie non bastava a spiegare come facessero a restare unite. Avrebbero dovuto disperdersi nello spazio, eppure rimanevano compatte. Zwicky ipotizzò l’esistenza di una materia invisibile, dotata di massa ma priva di qualsiasi interazione con la luce. Un’intuizione confermata negli anni Settanta dall’astronoma americana Vera Rubin. Da allora gli scienziati hanno calcolato che questa sostanza misteriosa costituisce circa il 27% dell’intero universo e che le sue particelle superano in numero quelle della materia ordinaria con un rapporto di cinque a uno. La materia oscura non emette radiazioni, non riflette luce, ma esercita un’attrazione gravitazionale così potente da modellare la struttura stessa del cosmo. Senza, la Via Lattea e miliardi di altre galassie collasserebbero su se stesse.

Un importante progresso per l’astronomia e la fisica

Il punto di svolta arriva dal Fermi Gamma-ray Space Telescope della NASA, uno strumento progettato per catturare i fotoni più energetici dell’universo: i raggi gamma. Analizzando anni di osservazioni puntate verso il centro della nostra galassia, il gruppo di Totani ha individuato una particolare emissione di raggi gamma che si distribuisce a formare una sfera attorno al nucleo galattico. La forma di questa struttura coincide perfettamente con quella prevista dai modelli teorici per gli aloni di materia oscura. Afferma Totani: “Se questo è corretto, per quanto mi è dato sapere, segnerebbe la prima volta che l’umanità ha ‘visto’ la materia oscura. E si scoprirebbe che la materia oscura è una nuova particella non inclusa nell’attuale modello standard della fisica delle particelle”, ha affermato Totani.

Scetticismo e speranza nel mondo scientifico

L’ipotesi è affascinante e trova riscontro nei dati, ma la comunità scientifica è prudente. Il professor Justin Read dell’Università del Surrey ha fatto notare che, se davvero i raggi gamma osservati provenissero dalla materia oscura, segnali analoghi dovrebbero emergere anche da altre sorgenti cosmiche, come le galassie nane intorno alla Via Lattea. Finora, però, questi segnali non sono stati rilevati. Lo stesso Totani riconosce che la conferma definitiva potrà arrivare solo da ulteriori osservazioni. Se lo stesso tipo di segnale venisse individuato in altre regioni dello spazio profondo e in contesti diversi, allora la tesi acquisterebbe una solidità difficilmente confutabile. “Servono più dati”, ha ammesso lo scienziato giapponese. “Ma se otterremo conferme indipendenti, questo momento sarà ricordato come quello in cui l’umanità ha finalmente aperto gli occhi sulla componente invisibile dell’universo”.