Una galassia nana priva di materia oscura sfida i modelli di formazione delle galassie

Gli astronomi hanno trovato prove convincenti di una galassia nana carente di materia oscura, FCC 224. La scoperta sfida il paradigma cosmologico tradizionale, che presume che la materia oscura sia una componente fondamentale nella formazione delle galassie.

Gli astronomi che utilizzano l’Osservatorio W. M. Keck su Maunakea, nell’isola delle Hawaii, hanno trovato prove convincenti di una galassia nana carente di materia oscura, FCC 224.

Questa galassia ultra-diffusa si trova alla periferia dell’ammasso della Fornace, a circa 60-65 milioni di anni luce dalla Terra.

La scoperta sfida il paradigma cosmologico tradizionale, che presume che la materia oscura sia una componente fondamentale nella formazione delle galassie.

In precedenza, le galassie carenti di materia oscura senza alcuna formazione stellare in corso erano state rivendicate solo in un altro luogo, il gruppo NGC 1052, e le nuove osservazioni suggeriscono che tali oggetti potrebbero essere più diffusi di quanto si pensasse in precedenza.

L’insolita galassia è stata profilata in due studi complementari. Il primo studio, condotto dal dottorando Yimeng Tang dell’Università della California, Santa Cruz e pubblicato sulla rivista The Astrophysical Journal, analizza l’esclusivo sistema di ammassi globulari di FCC 224.

Il secondo, guidato dalla dottoranda Maria Luísa Buzzo della Swinburne University e dell’European Southern Observatory, e pubblicato sulla rivista Astronomy & Astrophysics, esplora il contenuto di materia oscura della galassia e i possibili scenari per la sua formazione.

“Gli ammassi globulari sono spesso usati come proxy per stimare la quantità di materia oscura contenuta in una galassia”, ha detto Buzzo.

“Per qualche ragione questa galassia (FCC 224) ha un numero insolito di ammassi luminosi e nessuna materia oscura, almeno all’interno delle sue regioni interne. Nessun modello di formazione delle galassie esistente all’interno del nostro paradigma cosmologico standard può attualmente spiegare come questa galassia sia nata”.

La ricerca di Buzzo ha studiato il contenuto di materia oscura di FCC 224 utilizzando la spettroscopia ad alta risoluzione del Keck Observatory Keck Cosmic Web Imager (KCWI).

Ha esplorato le sue somiglianze con le galassie nane prive di materia oscura DF2 e DF4, precedentemente dichiarate, situate all’interno del gruppo di galassie NGC 1052, per determinare se FCC 224 appartenga o meno alla stessa classe di galassie.

La ricerca di Buzzo si basa sui risultati iniziali di Tang, che, utilizzando le immagini del telescopio spaziale Hubble (HST) della NASA, ha scoperto che FCC 224 ha ammassi stellari simili ad altre galassie carenti di materia oscura.

La loro ricerca suggerisce che questi tipi di ammassi stellari possono essere collegati alla mancanza di materia oscura, sfidando i modelli convenzionali di formazione delle galassie.

I dati dell’Osservatorio Keck/KCWI sono stati ottenuti attraverso una proposta della Swinburne University sotto la guida del Principal Investigator (PI) Duncan Forbes, mentre i dati HST sono stati acquisiti attraverso un programma guidato dal PI Aaron Romanowsky.

“Il nuovo braccio rosso ad alta risoluzione di KCWI ci ha permesso di misurare in modo molto preciso i movimenti all’interno della galassia, che possono essere utilizzati per tracciare il suo contenuto di materia oscura”, ha spiegato Buzzo.

“L’alta risoluzione spettrale di KCWI ci ha permesso di misurare con precisione i movimenti (dispersione di velocità) all’interno delle stelle e degli ammassi globulari di FCC 224”, ha detto Tang.

“Queste misurazioni hanno confermato che la galassia mostra una dispersione di velocità estremamente bassa, un segno distintivo della carenza di materia oscura”.

Entrambi i team sottolineano la necessità di ulteriori osservazioni per comprendere i meccanismi alla base della formazione di FCC 224. Un’ipotesi principale è che un’interazione esterna, come una collisione ad alta velocità, possa aver separato la materia oscura e visibile della galassia, uno scenario di formazione noto come “il modello della nana proiettile”.

Tuttavia, sono necessari ulteriori dati per testare questa teoria. “FCC 224 funge da punto di dati cruciale nel nostro sforzo di identificare e studiare altre galassie carenti di materia oscura”, ha aggiunto Buzzo.

“Espandendo la dimensione del campione, possiamo affinare la nostra comprensione di queste galassie rare e del ruolo della materia oscura nella formazione delle galassie nane”.

La scoperta di FCC 224 al di fuori del gruppo NGC 1052 suggerisce che le galassie carenti di materia oscura potrebbero essere più comuni di quanto si credesse in precedenza, sollevando domande fondamentali sulla necessità della materia oscura nel plasmare le galassie.

Man mano che le capacità osservative migliorano, gli astronomi mirano a condurre indagini più ampie per identificare galassie simili e indagare sulle loro origini.

The post Una galassia nana priva di materia oscura sfida i modelli di formazione delle galassie appeared first on Cronache di Scienza.