Per quasi un secolo, gli scienziati hanno dedotto l’esistenza della materia oscura, una sostanza invisibile che costituisce circa l’85% della massa dell’universo. Ora, la ricerca condotta da Tomonori Totani presso l’Università di Tokyo suggerisce la prima osservazione diretta della sua presenza utilizzando il telescopio spaziale a raggi gamma Fermi della NASA. Questa svolta potrebbe rimodellare la nostra comprensione sia dell’astrofisica che della fisica delle particelle.
La lunga caccia alla materia invisibile
Il concetto di materia oscura è emerso dalle osservazioni degli anni ’30. L’astronomo Fritz Zwicky notò che le galassie all’interno dell’ammasso della Chioma si muovevano troppo rapidamente per rimanere legate insieme solo dalla loro massa visibile. Successivamente, il lavoro di Vera Rubin negli anni ’70 mostrò che le stelle ai bordi delle galassie a spirale ruotavano a velocità inaspettatamente elevate, suggerendo ulteriormente l’esistenza di una massa invisibile che ne influenzava il movimento. Questi risultati hanno portato alla conclusione che le galassie sono immerse in vasti e invisibili alone di materia oscura, che si estendono ben oltre le strutture visibili che osserviamo.
Perché è importante?
La composizione dell’universo è decisamente squilibrata: solo circa il 15% della sua materia è costituita da cose “ordinarie” con cui interagiamo quotidianamente (stelle, pianeti, persone). Il restante 85% è materia oscura, che, per definizione, non interagisce con la luce. Ciò lo rende invisibile ai telescopi – fino ad ora. La scoperta di un potenziale segnale colmerebbe un’enorme lacuna nella nostra comprensione del cosmo.
Firma dei raggi gamma confermata
Il team di Totani ha focalizzato il telescopio Fermi sul centro della Via Lattea, dove si prevede che si concentrerà la materia oscura. Hanno identificato un’emissione di raggi gamma unica con un’energia di 20 gigaelettronvolt, che si estende a forma di alone coerente con i modelli teorici della distribuzione della materia oscura.
La firma energetica è in linea con le previsioni per le particelle massicce a interazione debole (WIMP), ipotetici candidati della materia oscura che si annichilano in caso di collisione, rilasciando raggi gamma. Totani afferma che nessun altro fenomeno astronomico conosciuto spiega facilmente il segnale osservato. Se confermato, questa sarebbe la prima volta che l’umanità “vedrebbe” direttamente la materia oscura, il che implica l’esistenza di una nuova particella oltre l’attuale Modello Standard della fisica delle particelle.
Qual è il prossimo passo?
Sebbene i risultati siano promettenti, la comunità scientifica necessita di ulteriori conferme. Sono necessari ulteriori dati per escludere altre possibili spiegazioni e rafforzare le prove. Totani prevede che le osservazioni continue consolideranno la rilevazione della materia oscura o riveleranno interpretazioni alternative. La ricerca, pubblicata sul Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, segna un passo significativo nello svelare uno dei più grandi misteri dell’universo.
La conferma di questo segnale non solo completerebbe una ricerca di lunga data in astrofisica, ma aprirebbe anche nuove strade per esplorare la natura fondamentale della materia e dell’energia nell’universo.
