Detective galattici trovano suggerimenti di fori di perforazione invisibili 'Dark Impactor' nella nostra galassia


Nella nostra galassia ci sono dei buchi esplosivi di "impatto oscuro". Non possiamo vederlo. Potrebbe non essere fatto di materia normale. I nostri telescopi non l'hanno rilevato direttamente. Ma sembra proprio che sia là fuori.

"È una pallottola densa di qualcosa", ha detto Ana Bonaca, ricercatrice presso l'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, che ha scoperto le prove per l'impattatore.

Le prove di Bonaca per l'impatto scuro, che ha presentato il 15 aprile alla conferenza dell'American Physical Society a Denver, sono una serie di buchi nel più lungo flusso stellare della nostra galassia, GD-1. I flussi stellari sono linee di stelle che si muovono insieme attraverso le galassie, spesso originate da piccole chiazze di stelle che si sono scontrate con la galassia in questione. Le stelle in GD-1, i resti di un "ammasso globulare" che si è immerso nella Via Lattea molto tempo fa, sono distese in una lunga linea attraverso il nostro cielo.

In condizioni normali, il flusso dovrebbe essere più o meno una singola linea, allungata dalla gravità della nostra galassia, ha detto nella sua presentazione. Gli astronomi si aspetterebbero un singolo spazio nel flusso, nel punto in cui l'ammasso globulare originale era prima che le sue stelle si allontanassero in due direzioni. Ma Bonaca ha mostrato che GD-1 ha una seconda lacuna. E quella spaccatura ha un bordo frastagliato – una regione chiamata Bonaca "sperone" del GD-1 – come se qualcosa di enorme fosse precipitato attraverso il ruscello non molto tempo fa, trascinando le stelle nella sua scia con la sua enorme gravità. GD-1, a quanto pare, è stato colpito da quel proiettile invisibile. [Gallery: Dark Matter Throughout the Universe]

Questa immagine della presentazione di Bonaca mostra la mappa più dettagliata di GD-1, rivelando l'apparente seconda spaccatura.

Questa immagine della presentazione di Bonaca mostra la mappa più dettagliata di GD-1, rivelando l'apparente seconda spaccatura.

Credito: Nuove sonde astrofisiche di materia oscura, Ana Bonaca / GAIA

"Non possiamo mappare [the impactor] a qualsiasi oggetto luminoso che abbiamo osservato, "Bonaca ha detto a Live Science." È molto più massiccio di una stella … Qualcosa come un milione di volte la massa del sole. Quindi non ci sono solo stelle di quella massa. Possiamo escluderlo. E se fosse un buco nero, sarebbe un buco nero supermassiccio del tipo che troviamo al centro della nostra galassia. "

Non è impossibile che ci sia un secondo buco nero supermassiccio nella nostra galassia, ha detto Bonaca. Ma ci aspetteremmo di vederne qualche segno, come razzi o radiazioni dal suo disco di accrescimento. E la maggior parte delle grandi galassie sembra avere un solo buco nero supermassiccio al centro.

In alto: questa immagine mostra l'aspetto di GD-1. In basso: questa immagine mostra i modelli di computer che prevedono che GD-1 dovrebbe essere simile.

In alto: questa immagine mostra l'aspetto di GD-1. In basso: questa immagine mostra i modelli di computer che prevedono che GD-1 dovrebbe essere simile.

Credito: Nuove sonde astrofisiche di materia oscura, Ana Bonaca / GAIA

Senza oggetti giganti e luminosi visibili che si staccano dalla GD-1, e senza prove per un secondo buco nero supermassiccio nascosto nella nostra galassia, l'unica opzione ovvia rimasta è un grosso gruppo di materia oscura. Ciò non significa che l'oggetto sia definitivamente, al 100%, assolutamente fatto di materia oscura, ha detto Bonaca.

"Potrebbe essere che sia un oggetto luminoso che è andato via da qualche parte, e si nasconde da qualche parte nella galassia", ha aggiunto.

Ma sembra improbabile, in parte a causa della vastità dell'oggetto.

"Sappiamo che è da 10 a 20 parsec [30 to 65 light-years] attraverso ", ha detto." Circa le dimensioni di un ammasso globulare. "

In alto: questa immagine mostra di nuovo ciò che sembra effettivamente GD-1. In basso: questa immagine mostra quali modelli informatici prevedono che GD-1 potrebbe apparire dopo un'interazione con un oggetto grande e pesante.

In alto: questa immagine mostra di nuovo ciò che sembra effettivamente GD-1. In basso: questa immagine mostra quali modelli informatici prevedono che GD-1 potrebbe apparire dopo un'interazione con un oggetto grande e pesante.

Credito: Nuove sonde astrofisiche di materia oscura, Ana Bonaca / GAIA

Ma è difficile escludere completamente un oggetto luminoso, in parte perché i ricercatori non sanno quanto velocemente si muovesse durante l'impatto. (Forse si stava muovendo molto velocemente, ma non era così pesante come previsto – un vero proiettile oscuro – disse Bonaca, oppure avrebbe potuto muoversi più lentamente ma sarebbe stato molto massiccio – una specie di martello nero.) Senza una risposta a quello domanda, è impossibile essere certi di dove sarebbe finita la cosa.

Tuttavia, la possibilità di aver trovato un oggetto di materia oscura è allettante.

In questo momento, i ricercatori non sanno cosa sia la materia oscura. Il nostro universo sembra agire come la materia luminosa, le cose che possiamo vedere sono solo una piccola parte di ciò che è là fuori. Le galassie si uniscono come se ci fosse qualcosa di pesante al loro interno, raggruppate nei loro centri e creando enorme gravità. Quindi la maggior parte dei fisici pensa che ci sia qualcos'altro là fuori, qualcosa di invisibile. Ci sono molte opinioni diverse su cosa è fatto, ma nessuno degli sforzi per rilevare direttamente la materia oscura sulla Terra ha ancora funzionato.

Questa densa palla di qualcosa di invisibile che si tuffa attraverso la nostra Via Lattea offre ai fisici un nuovo frammento di prova che la materia oscura potrebbe essere reale. E suggerirebbe che la materia oscura è davvero "scomoda", come prevedono la maggior parte delle teorie sul suo comportamento. [Beyond Higgs: 5 Elusive Particles That May Lurk in the Universe]

Se la materia oscura è "bitorzoluta", allora è concentrata in blocchi irregolari distribuiti approssimativamente attraverso le galassie – proprio come la materia luminosa che vediamo concentrata nelle stelle e nelle nebulose. Alcune teorie alternative, comprese le teorie che suggeriscono la materia oscura, non esistono affatto, non includerebbero alcun tipo di aggregazione e avrebbero gli effetti della materia oscura distribuiti uniformemente attraverso le galassie.

Finora, la scoperta di Bonaca è unica nel suo genere, così nuova che non è ancora stata pubblicata in una rivista peer-reviewed (sebbene sia stata accolta con soddisfazione dalla folla di fisici alla prestigiosa conferenza).

Per farcela, si è affidata ai dati della missione Gaia, un programma dell'Agenzia spaziale europea per mappare miliardi di stelle nella nostra galassia e i loro movimenti nel cielo. Ha formato il miglior catalogo esistente delle stelle che sembrano essere parte di GD-1.

Bonaca sostenne quei dati con le osservazioni del Multi Mirror Telescope in Arizona, che mostrava quali stelle si stavano muovendo verso la Terra e che si stavano allontanando. Questo ha aiutato a distinguere tra le stelle che si muovevano davvero con GD-1, e quelle che si sono sedute vicino ad essa nel cielo della Terra. Questo sforzo ha prodotto l'immagine più precisa di GD-1, che ha rivelato il secondo spazio, lo sperone e una regione precedentemente visibile del flusso stellare.

Lungo la strada, ha detto Bonaca, lei vuole fare più progetti di mappatura per rivelare altre regioni del cielo dove qualcosa di invisibile sembra stia colpendo le stelle. L'obiettivo, ha detto, è quello di mappare alla fine ciuffi di materia oscura in tutta la Via Lattea.

Originariamente pubblicato su Scienza dal vivo.