In questa particolare fase storica, gli esseri umani possono esplorare lo spazio solamente attraverso i propri occhi, servendosi di avanzatissimi strumenti d’osservazione e dei più potenti telescopi del mondo. Qualcuno aveva pensato di inviare microsonde (nanocrafts) verso il sistema solare di Alpha Centauri, con l’obiettivo di raccogliere inestimabili informazioni e materiale fotografico sulle stelle piu’ vicine al Sole e sui relativi esopianeti. Il viaggio sarebbe durato soltanto vent’anni, ma a quanto pare il progetto sembrerebbe accantonato (si tratta di Breakthrough Starshot, finanziato tra gli altri anche da Mark Zuckerberg).
Per il momento, dobbiamo dunque accontentarci di un’esplorazione visiva, condotta da distanze enormi e portata avanti con i formidabili strumenti d’osservazione di cui disponiamo qui sulla Terra. Grazie ad alcuni di questi, nelle scorse settimane, un gruppo di ricerca è riuscito a confermare l’esistenza di un nuovo oggetto astronomico che non era mai stato osservato prima. Si tratta di Cloud-9, un oggetto cosmico che fino a poco tempo fa esisteva soltanto all’interno dei modelli teorici della fisica.
In estrema sintesi, Cloud-9 è una galassia che non si è mai sviluppata completamente. È infatti completamente priva di stelle, ed è situata a circa 14 milioni di anni luce dalla Terra. In un certo senso, si potrebbe anche definire una galassia fallita. È formata essenzialmente da una nube di idrogeno e da un massiccio alone di materia oscura.
La conferma dell’esistenza di questo nuovo oggetto astronomico porta con sé alcune implicazioni profonde per la comunità scientifica. Oltre alla novità in sé – Cloud-9 rappresenta infatti una classe di oggetti cosmici mai osservati prima d’ora -, la scoperta di questa curiosa galassia fallita rappresenta un’importante conferma della possibilità, fino ad ora solamente ipotizzata, che molti aloni di materia oscura possano essersi formati nell’universo primordiale.
Alcuni di questi, col passare del tempo, hanno accumulato gas e sono riusciti a dare vita alle galassie luminose che che conosciamo oggi, mentre altri sono rimasti completamente vuoti e bui. Cloud-9 ha dunque confermato che questi fallimenti galattici esistono davvero. Ma questa scoperta avrà implicazioni profonde soprattutto sugli studi relativi alla materia oscura, che ancora oggi rappresenta uno dei più curiosi misteri dell’universo: grazie all’assenza di stelle, infatti, gli studiosi possono ora sfruttare un simile oggetto cosmico per osservare come si comporta il gas all’interno di un alone dominato dalla materia oscura, aprendo nuove possibilità per la comprensione di questo interessante soggetto scientifico.
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Uno dei principali protagonisti di questa scoperta è Alejandro Benitez-Llambay, ricercatore del dipartimento di fisica dell’Università di Milano Bicocca, che insieme ad astronomi di Stati Uniti e Canada ha portato avanti con successo l’indagine scientifica incentrata su Cloud-9. Nei giorni immediatamente successivi alla scoperta siamo riusciti a raggiungerlo e a porgli qualche domanda diretta.
Cloud-9, in un certo senso, potrebbe essere considerato un pezzo di “realtà nuda” rimasto nascosto fino ad ora?
“Sì, è un bel modo per descriverlo. Nelle galassie che conosciamo, il complesso processo di formazione stellare (ad esempio, supernove, venti stellari e radiazioni) spesso maschera la struttura sottostante della materia oscura che tiene tutto unito. Usando le tue parole, Cloud-9 è “nudo” perché manca di questa componente luminosa. È un sistema incontaminato composto solo dalle materie prime più grezze dell’universo, ovvero materia oscura e gas. Poiché non ha mai formato stelle, offre una finestra unica sulla struttura primordiale di questi aureole di materia oscura”.
Questo nuovo oggetto astronomico potrebbe forse rappresentare una porzione infinitesimale di una popolazione più ampia di simili strutture cosmiche?
“Assolutamente. Secondo il modello principale della cosmologia (Lambda Cold Dark Matter), l’universo dovrebbe essere pieno di aloni di materia oscura a bassa massa come Cloud-9. Tuttavia, si prevede che gli oggetti simili a Cloud-9 siano rari. Sebbene la teoria preveda l’esistenza di innumerevoli aloni oscuri, la maggior parte ha perso completamente il gas (diventando completamente invisibile) o è cresciuta abbastanza da trasformarsi in galassie visibili. Cloud-9 rappresenta un raro compromesso, ovvero una popolazione di aureole che sono riuscite a mantenere il gas senza mai illuminarsi. La sua scoperta dimostra che questi oggetti sono là fuori in attesa di essere trovati”.
Sarebbe corretto definire Cloud-9 una sorta di laboratorio naturale che potrebbe condurci verso nuove, entusiasmanti scoperte?
“Sospettiamo che sia forse il laboratorio più incontaminato che abbiamo trovato finora, ma sono necessarie ulteriori osservazioni per giustificarlo pienamente. Poiché Cloud-9 è stato silenzioso per miliardi di anni, dovrebbe permetterci di testare le proprietà della materia oscura. Mappando il gas, possiamo pesare efficacemente la materia oscura su piccole scale. Questo rende Cloud-9 (e sistemi simili) un campo di prova cruciale che potrebbe aiutarci a escludere alcune teorie su cosa sia realmente la materia oscura, basandoci su come è impacchettata al centro della nuvola. Tuttavia, la vicinanza tra Cloud-9 e la galassia M94 complica in qualche modo questo laboratorio. Per sfruttare appieno questi sistemi dobbiamo trovarli in ambienti molto più isolati”.
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L’umanità ha sempre basato la sua conoscenza sullo studio della realtà visibile e luminosa, ma Cloud-9 sembra raccontarci una storia diversa. Siamo forse di fronte alla prova definitiva che la maggior parte della realtà è oscura e invisibile? Qualcuno potrebbe interpretarla come il trionfo del buio sulla luce.
“Cloud-9 è davvero un potente promemoria che l’universo visibile rappresenta solo la punta dell’iceberg. L’esistenza di oggetti come questo evidenzia la predominanza dell’invisibile: mentre rileviamo una massa di idrogeno neutro di circa 1 milione di masse solari, il sistema si comporta dinamicamente come se il suo alone contenesse 5 miliardi di masse solari. Questo significa che la “realtà visibile” (il gas in questo caso) rappresenta una frazione minuscola del sistema, mentre la stragrande maggioranza è materia oscura invisibile. Ciò non rappresenta certo una novità, dato che conosciamo l’esistenza di questa materia oscura esotica da quasi un secolo. Inoltre, sappiamo che l’85% di tutta la materia nell’Universo è materia oscura. Tuttavia, non abbiamo mai visto una struttura di materia oscura su scala subgalattica. Ogni volta che vediamo una galassia, serve un enorme alone di materia oscura che la tenga unita. Ma non abbiamo mai visto una nube di gas senza una galassia associata che richieda lo stesso. Cloud-9 convalida quindi il paradigma della Cold Dark Matter, che sostiene che l’universo sia pieno di aureole invisibili, e che la luce sia semplicemente un raro effetto collaterale che si verifica solo quando vengono soddisfatte condizioni specifiche”.
La scoperta di questo nuovo oggetto astronomico potrebbe dare un nuovo slancio all’esplorazione dell’universo e delle sue regioni più buie?
“Sì, rappresenta una validazione importante per la strategia di ricerca di questi oggetti. La scoperta di Cloud-9 dimostra che “non trovare nulla” (nessuna stella in questo caso) può essere altrettanto significativo quanto trovare una galassia luminosa. Dimostra che osservazioni ottiche profonde (come quelle del telescopio Hubble) combinate con dati radio sensibili (FAST, VLA) possono rivelare strutture precedentemente teoriche. Questo successo fornisce una forte motivazione a utilizzare osservatori di nuova generazione, come il James Webb Space Telescope e il futuro Square Kilometer Array, per cercare questi deboli e oscuri reperti nel volume cosmico locale che racchiudono la storia dell’universo primitivo”.
Anche grazie a queste scoperte, il genere umano sta compiendo dei passi concreti verso una comprensione sempre più precisa dell’universo e dell’intelaiatura della realtà. È quel particolare genere di progresso da cui dipenderà il destino della nostra specie.
Qualcuno sostiene che la materia oscura non abbia implicazioni concrete sulla quotidianità delle persone. Ma possiamo davvero restare totalmente indifferenti, sapendo che ogni secondo diversi miliardi di particelle di materia oscura passano attraverso il corpo di ognuno di noi?
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