Un’inspiegabile interruzione nel flusso stellare GD-1, situato nell’alone della Via Lattea, potrebbe rappresentare un’importante prova delle interazioni della materia oscura con se stessa. Secondo uno studio condotto dall’Università della California, Riverside, questa anomalia sarebbe causata da un subalone di materia oscura auto-interagente, un’ipotesi che sfida i modelli tradizionali dell’evoluzione cosmica.

Il flusso stellare GD-1: un laboratorio cosmico per la materia oscura

Il flusso stellare GD-1 è una sottile struttura di stelle che si muovono su una traiettoria comune all’interno dell’alone galattico. Studiato approfonditamente dagli astronomi, questo flusso presenta una lacuna inspiegabile, una sorta di “ferita gravitazionale” nella sua struttura. Le teorie classiche, basate sull’interazione gravitazionale con galassie satelliti o ammassi globulari, non riescono a giustificare questa caratteristica. L’ipotesi avanzata dal team guidato da Hai-Bo Yu propone una nuova spiegazione: il ruolo di un subalone di materia oscura in grado di interagire gravitazionalmente e, forse, direttamente con altre particelle di materia oscura.

“La materia oscura auto-interagente potrebbe rappresentare una chiave per comprendere fenomeni che il modello standard non riesce a spiegare,” ha dichiarato Yu, sottolineando come questa scoperta apra nuove prospettive per lo studio della materia oscura.

Materia oscura: un enigma cosmico

La materia oscura, che costituisce circa l’85% della materia nell’universo, è una delle grandi incognite dell’astrofisica moderna. Non interagisce con la luce né con la materia ordinaria, il che la rende invisibile e rilevabile solo tramite i suoi effetti gravitazionali. Questo limite osservativo ha reso estremamente difficile rispondere a una domanda cruciale: la materia oscura interagisce con se stessa?

Se esistesse un’interazione auto-indotta, questa potrebbe spiegare fenomeni come l’anomalia nel flusso GD-1. I ricercatori hanno ipotizzato che un subalone di materia oscura possa aver perturbato gravitazionalmente il flusso, creando le caratteristiche osservate. Per rendere plausibile questa ipotesi, tuttavia, la densità del subalone dovrebbe superare di gran lunga quella prevista dal modello cosmologico Lambda Cold Dark Matter (LCDM), attualmente il più accettato.

Modelli alternativi e simulazioni cosmiche

Il modello LCDM descrive la materia oscura come “fredda”, ossia costituita da particelle che si muovono lentamente rispetto alla velocità della luce e che non interagiscono tra loro. Tuttavia, la densità dei subaloni di materia oscura fredda non è sufficiente per spiegare le perturbazioni nel flusso GD-1. Qui entra in gioco l’ipotesi della materia oscura auto-interagente, capace di collassare sotto la propria forza gravitazionale fino a raggiungere una densità sufficiente a creare le anomalie osservate.

Simulazioni condotte dal team di Yu hanno dimostrato che un subalone di materia oscura auto-interagente in collasso potrebbe perturbare significativamente un flusso stellare, creando lacune e speroni come quelli rilevati in GD-1. Questo scenario rappresenta un’alternativa intrigante e potrebbe indicare che il modello LCDM necessita di una revisione o di un’integrazione con nuovi elementi.

Una nuova frontiera per la ricerca sulla materia oscura

I risultati di questo studio offrono un’opportunità unica per studiare le proprietà della materia oscura attraverso osservazioni astrofisiche. La peculiarità del flusso GD-1 potrebbe fungere da “laboratorio naturale” per testare le ipotesi sulla materia oscura auto-interagente e le sue conseguenze dinamiche.

Secondo Yu, questa scoperta potrebbe non solo fornire indizi cruciali sulla natura della materia oscura, ma anche portare a una revisione delle teorie cosmologiche consolidate. “Un subalone così compatto e denso rappresenta il candidato ideale per spiegare le perturbazioni nel flusso GD-1,” ha spiegato Yu, sottolineando come il lavoro del suo team costituisca un passo avanti significativo nello studio dell’universo invisibile.

Lo studio è stato pubblicato su Astrophysical Journal Letters il 3 gennaio, offrendo alla comunità scientifica un punto di partenza per ulteriori ricerche. Con l’avanzare delle tecnologie di osservazione e delle simulazioni computazionali, il mistero della materia oscura potrebbe finalmente avvicinarsi a una soluzione.