Recenti ricerche astronomiche hanno portato alla scoperta di un gruppo di galassie nane che si allineano in modo sorprendentemente rettilineo, con la maggior parte di esse che ruota nella medesima direzione. Queste caratteristiche insolite pongono interrogativi sulle previsioni della teoria prevalente della materia oscura fredda (CDM), la quale sostiene che la materia oscura — la sostanza misteriosa che fornisce il quadro gravitazionale per le galassie e altre strutture di grande scala — causa raggruppamenti disordinati delle galassie. Secondo questa teoria, non ci si aspetta che le galassie abbiano un allineamento preferenziale. Pertanto, gli studiosi ipotizzano che le galassie osservate, caratterizzate da dinamiche stranamente coese, possano essere meglio comprese attraverso una forma diversa di materia oscura, chiamata materia oscura calda (WDM).
Il nuovo gruppo di galassie comprende almeno cinque membri situati in una regione isolata dell’universo, a circa 117 milioni di anni luce dalla Terra. Insieme, queste galassie si estendono per 502.408 anni luce e appaiono allineate in una quasi linea verticale da nord a sud, una configurazione “non frequentemente osservata nelle simulazioni CDM,” come riferito da un esperto dell’Università di Yonsei in Corea del Sud.
In aggiunta, i dati forniti dallo strumento spettroscopico della Dark Energy (DESI), che mappa milioni di galassie nello spazio profondo per costruire enormi mappe 3D dell’universo, hanno rivelato che tre delle cinque galassie condividono la stessa direzione di rotazione: le loro parti settentrionali si allontanano da noi, mentre le parti meridionali si avvicinano.
Un’affermazione affascinante suggerisce che questa coerenza nel movimento possa derivare dal fatto che le galassie si siano formate dallo stesso ammasso di gas, uno scenario che contrasta con il paradigma della materia oscura fredda, il quale, come già noto, prevede tipicamente raggruppamenti disordinati senza un allineamento preferenziale, specialmente per galassie nane come quelle in studio.
“Perché hanno la stessa rotazione?” si chiedono i ricercatori. “Devono avere una connessione fra di loro — si tratta di un interrogativo molto forte che non può essere spiegato dal modello ΛCDM.”
Le osservazioni future potrebbero confermare se la rara distribuzione in linea quasi rettilinea delle galassie sia una proiezione casuale o un reale assetto fisico, come sottolineano nel loro documento. È importante notare che le distanze tra le singole galassie rimangono sconosciute, impedendo ai ricercatori di costruire un’immagine tridimensionale delle posizioni delle galassie nello spazio.
Attualmente, lo scenario che offre una spiegazione migliore per questi fenomeni osservati è quello della materia oscura calda, una forma ipotetica di materia oscura i cui particelle differiscono dalla materia oscura fredda per massa, velocità e, cosa più importante, per come si aggregano nell’universo primordiale.
Le particelle WDM, come i neutrini sterili, non si aggregano con la stessa efficienza delle particelle CDM, il che favorisca la formazione di galassie dallo stesso ammasso di gas. Di conseguenza, queste galassie sarebbero più sincronizzate sia in posizione che in movimento, portando alle dinamiche coerenti osservate in questo studio.
Sebbene la teoria WDM stia guadagnando attenzione come alternativa alla CDM, i candidati WDM rimangono teorici. Ciò è dovuto al fatto che sono necessari ulteriori elementi di prova, come osservazioni sulla formazione di galassie e strutture nell’universo primordiale, per confermare o escludere l’esistenza della WDM come parte del contenuto di materia oscura dell’universo.
Il concetto di materia oscura fredda e il suo ruolo nella formazione delle strutture nell’universo costituiscono un pilastro del Modello Standard di cosmologia, “ma se continuano a emergere prove come questa, sarà probabilmente difficile per ΛCDM sopravvivere nei prossimi 10-20 anni.”
Il documento è stato pubblicato il 19 novembre su The Astrophysical Journal Letters.