Materia oscura: che ruolo gioca?

Ne abbiamo tutti sentito parlare materia oscura - quella misteriosa "roba" del cosmo che finora non è stato rilevato direttamente ma può essere dedotto da il suo effetto gravitazionale sulla materia "normale" (quella che gli scienziati chiamano "barionica"). Gli astronomi sanno che è importante e ha un ruolo, ma che ruolo ha?

Nel nostro universo, la materia oscura supera la materia normale - le cose quotidiane che vediamo intorno a noi di un fattore da 6 a 1. L'effetto gravitazionale di tutta quella materia tiene insieme galassie e ammassi di galassie. Ogni galassia è circondata da un alone di materia oscura che pesa quanto un trilione di soli e si estende per centinaia di migliaia di anni luce.

La più grande domanda sulla materia oscura è: di cosa è fatta? È la cosiddetta materia oscura "calda"? O materia fredda "fredda"? Gli astronomi stanno ancora cercando di capirlo. La materia oscura non può essere vista, sentita, assaggiata, odorata o immaginata. Tuttavia, può essere rilevato dalla sua influenza su altro materiale nell'universo. Ciò include la sua attrazione gravitazionale. Ma ci sono altri aspetti della materia oscura che i ricercatori stanno ancora scoprendo e spiegando. Una volta che avranno una buona idea di cosa sia effettivamente, cioè di quali particelle sia composta, saranno in grado di caratterizzarla in modo più completo. È solo questione di tempo prima che ciò accada.

Gli astronomi conoscono certe cose sulle galassie: hanno stelle, pianeti, nebulose, buchi neri e molta materia oscura. Ogni galassia enorme ha un buco nero al suo centro. Più forte è la galassia, più grande è il suo buco nero. Ma come sono collegati i due? Dopotutto, il buco nero è milioni di volte più piccolo e meno massiccio della sua galassia domestica. Gli astronomi studiano collezioni di stelle a forma di calcio chiamate galassie ellittiche per capire la connessione tra una galassia e il suo buco nero. Si scopre che la mano invisibile della materia oscura influenza in qualche modo la crescita del buco nero e la formazione di galassie. L'esistenza di questa materia che non possiamo vedere o toccare fu inizialmente postulata dall'astronomo Fritz Zwicky all'inizio del XX secolo, e successivamente osservata e verificata da un gruppo di osservatori guidato dall'astronoma Vera Rubin.

Le galassie ellittiche sono raccolte di stelle approssimativamente a forma di uovo con buchi neri nei loro cuori. Gli scienziati hanno usato i movimenti delle stelle come un modo per pesare i buchi neri centrali delle galassie. Le misurazioni dei raggi X del gas caldo che circonda le galassie hanno contribuito a pesare l'alone della materia oscura. Si scopre che più materia oscura ha una galassia, più gas caldo può trattenere. Quindi, in una galassia con una grande materia oscura "alone" che la circonda, la relazione tra i due è più forte di quella tra un buco nero e le stelle della galassia.

Questa connessione è probabilmente correlata a come crescono le galassie ellittiche. Si formano quando le galassie più piccole si fondonoe le stelle e la materia oscura si mescolano e si mescolano. Poiché la materia oscura supera tutto il resto, modella la galassia ellittica appena formata e guida la crescita del buco nero centrale. La fusione crea un progetto gravitazionale che la galassia, le stelle e il buco nero seguiranno per costruirsi.

Gli astronomi sospettano fortemente che la materia oscura influisca anche sulla crescita di altri tipi di galassie. Recenti studi teorici sulla materia oscura e la sua influenza sugli oggetti nella galassia indicano che la Terra stessa, e forse anche la sua vita i supporti, sono stati colpiti dalla materia oscura in qualche modo mentre il nostro Sole e pianeti viaggiavano attraverso la galassia per centinaia di milioni di anni.

Il disco galattico: la regione di la Via Lattea dove vive il nostro sistema solare - è affollato di stelle e nuvole di gas e polvere, e anche una concentrazione di materia oscura sfuggente - piccole particelle subatomiche che possono essere rilevate solo dalla loro gravità effetti. Mentre la Terra (e presumibilmente i sistemi planetari attorno ad altre stelle) viaggiano attraverso il disco, la materia oscura le accumulazioni disturbano le orbite delle comete lontane, inviandole in rotta di collisione pianeti.

Sembra anche che la materia oscura possa apparentemente accumularsi nel nucleo della Terra. Alla fine, le particelle di materia oscura si annichilano a vicenda, producendo un notevole calore. Il calore creato dall'annientamento della materia oscura nel nucleo della Terra potrebbe innescare eventi come vulcanici eruzioni, costruzione di montagne, inversioni di campi magnetici e variazioni del livello del mare, che mostrano anche picchi ogni 30 milioni di anni.

Sembra che la materia oscura abbia molto da rispondere nell'universo. È un materiale incredibilmente efficace, anche se non è stato ancora visto. La sua mano invisibile si fa sentire ovunque.