Gli astronomi che utilizzano il Very Large Telescope presso l’Osservatorio Europeo Australe in Cile hanno ottenuto immagini di un filamento della rete cosmica che collega due galassie con un dettaglio senza precedenti. Eseguendo simulazioni, il team afferma che i dati raccolti forniscono ulteriore supporto al modello attuale di materia oscura fredda dell’universo. Man mano che studiamo l’universo, ci rendiamo conto di far parte di strutture molto più grandi. Orbitiamo intorno al Sole, il Sole fa parte della Via Lattea, la Via Lattea fa parte del superammasso Laniakea, e il superammasso Laniakea costituisce una minuscola parte della rete cosmica, ovvero la struttura più grande dell’universo. “Gli astronomi teorizzano che l’universo primordiale fosse molto uniforme, e che la distribuzione della materia fosse omogenea con piccole variazioni di densità che si sono sviluppate in un modello a rete,” spiega la NASA riguardo alla rete cosmica. “Queste aree di densità leggermente superiore avevano anche una gravità leggermente maggiore per attrarre più materia. Col tempo, l’universo si è evoluto in una rete di filamenti e vasti fogli, in gran parte costituiti da materia oscura, che formano la struttura dell’universo odierno.”
Sebbene gli astronomi abbiano ideato modi ingegnosi per ottenere immagini dei flussi di gas all’interno della rete cosmica, utilizzando la luce di fondo dei quasar, è un compito particolarmente difficile. L’elemento più abbondante al loro interno – il nostro vecchio amico idrogeno, che costituisce il 75 percento della materia barionica dell’universo – può essere rilevato solo debolmente. Per il compito, il team internazionale ha utilizzato il Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) sul Very Large Telescope, ottenendo immagini della stessa regione del cielo per centinaia di ore. Il risultato è l’immagine di seguito, di un filamento cosmico che si estende per 3 milioni di anni luce, collegando due galassie 12 miliardi di anni nel passato. Nell’immagine, le galassie davanti e dietro il filamento cosmico sono mostrate a colori, mentre il filamento cosmico stesso è mostrato in viola.
L’immagine è la prima volta che la rete cosmica è stata catturata in alta definizione. “Catturando la debole luce emessa da questo filamento, che ha viaggiato per poco meno di 12 miliardi di anni per raggiungere la Terra, siamo stati in grado di caratterizzare con precisione la sua forma,” ha dichiarato Davide Tornotti, autore principale e studente di dottorato presso l’Università di Milano-Bicocca, in una dichiarazione. “Per la prima volta, abbiamo potuto tracciare il confine tra il gas presente nelle galassie e il materiale contenuto all’interno della rete cosmica attraverso misurazioni dirette.”
Oltre a essere una vista straordinaria, ha permesso al team di testare le previsioni del modello standard (energia oscura, modello di materia oscura fredda dell’universo) sulla rete cosmica rispetto alle osservazioni. Il team lo ha confrontato con simulazioni al supercomputer delle emissioni filamentose previste nel modello standard, trovando “un sostanziale accordo,” secondo Tornotti.
“Le osservazioni molto profonde sbloccano una vista ad alta definizione della morfologia del filamento, una misura del raggio di transizione tra il mezzo intergalattico e circumgalattico, e la caratterizzazione dei profili di luminosità superficiale lungo il filamento e nella direzione trasversale,” scrive il team nel loro studio. “Attraverso confronti sistematici con le simulazioni, convalidiamo la densità tipica dei filamenti prevista nel modello attuale di materia oscura fredda.”
Sebbene sia positivo per i sostenitori della materia oscura fredda che queste osservazioni della rete cosmica siano in linea con il modello standard, il lavoro è tutt’altro che finito. In breve, abbiamo bisogno di molte più osservazioni come questa. “Siamo entusiasti di questa osservazione diretta e ad alta definizione di un filamento cosmico. Ma come si dice in Baviera: ‘Eine ist keine’ – uno non conta,” ha aggiunto Fabrizio Arrigoni Battaia, uno scienziato del MPA coinvolto nello studio. “Quindi stiamo raccogliendo ulteriori dati per scoprire più strutture di questo tipo, con l’obiettivo finale di avere una visione completa di come il gas è distribuito e fluisce nella rete cosmica.”
Lo studio è pubblicato su Nature Astronomy.