The distribution of dark matter when the Universe was about 3 billion years.
Only 300 billion solar masses. This is the halo of dark matter sufficient to trigger the process of star formation in massive galaxies. The estimate is apparent from the more accurate survey of the infrared sky conducted with spirit, made an important instrument on board the Italian contribution to ESA's telescope. The research in Nature.
For each recipe which respects itself, not enough to know the ingredients. It is also important to know the dosage. For example, scientists know that it is necessary to make a galaxy "mix" the primordial gases, particularly hydrogen and helium, with a sort of exceptional thickener: the halo of dark matter, whose intense gravitational field of the gas collapses and gives off the synthesis of the stars, one after another, and then the entire galaxy. But how much dark matter must be because the process is successful? Now we know with precision: it only takes a quantity of 300 billion solar masses . What looks like a whopping dose, ma è molto meno di quanto si stimasse. La scoperta, annunciata su Nature, è stata possibile grazie allo sguardo acuto del telescopio Herschel dell’ESA.
Con il suo specchio primario da 3,5 metri di diametro, questo gigante dello spazio ci ha portando indietro di 10-12 miliardi di anni, mostrandoci un Universo mai visto. Grazie all’estrema sensibilità delle strumentazioni, dalle tenebre sono emerse molte decine di migliaia di galassie, lontanissime nello spazio e nel tempo. Massicce, luminose, giovani. Mentre le osserviamo, sono passati 2-3 miliardi di anni dal Big Bang e siamo testimoni della nascita di centinaia di miliardi di stelle in ciascuna di queste galassie. Sulla base di questo gigantesco censimento cosmico, il gruppo di ricercatori guidato da Alexandre Amblard, della University of California, Irvine ha effettuato un po’ di calcoli.
“Herschel ha focalizzato con un dettaglio senza precedenti le sorgenti di quella diffusa radiazione cosmica nel lontano infrarosso e nel sub millimetrico, individuata alla fine degli anni Novanta dal satellite COBE (COsmic Background Explorer) della NASA”, spiega Alberto Franceschini, professore dell’Università di Padova , tra i firmatari dello studio su Nature. “Ma quello che a COBE appariva come una radiazione diffusa, a Herschel, grazie ad un telescopio 20 volte superiore, si è rivelata una mappa nitida e profonda, punteggiata da una miriade di sorgenti, ciascuno dei quali rappresenta una galassia in piena formazione stellare”. Merito della sensibilità dello strumento SPIRE (Spectral and Photometric Imaging Receiver), la fotocamera montata su Herschel e realizzata con rilevante contributo italiano, sotto la direzione di Paolo Saraceno, dell’INAF-IFSI di Roma .
L'immagine ottenuta dal telescopio Herschel rivela la distribuzione spaziale delle galassie distanti responsabili della radiazione di fondo infrarossa.
Quest’enorme numero di oggetti, difficili da zoomare singolarmente, ha consentito un’accurata analisi statistica sull’habitat che circonda le galassie primordiali. Spiega Franceschini: “Sono state analizzate nel dettaglio le fluttuazioni dell’intensità della radiazione di fondo infrarosso e la distribuzione di queste fluttuazioni nella mappa: ovvero, lo studio degli addensamenti e delle rarefazioni nella distribuzione della brillanza della radiazione infrarossa. Questi dati sono stati confrontati con la distribuzione prevista per la materia oscura. I risultati mostrano che le galassie si sono formate con efficienza sorprendentemente elevata anche in aloni di materia oscura di massa moderata, di 300 miliardi di masse solari”.
Il dato contrasta con quanto previsto dai modelli teorici, “ossia so massive and bright galaxies that were formed only by concentrations of dark matter 10 times more massive, "explains the researcher. "It opens a new scenario will be played now."
By Daniel Cipolloni
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