L’universo ellittico NGC 1270 si trova a circa 240 milioni di anni luce di distanza. Ma non è solo. Fa parte del cluster di Perseo (Abell 426), l’oggetto X che emette più luce nel cielo e uno degli oggetti più massicci dell’Universo.
NGC 1270 gioca un ruolo principale in una nuova immagine proveniente dal telescopio Gemini Nord. Tuttavia, l’immagine non mostra la materia oscura che esercita una forte influenza sulla galassia e sulle altre galassie nel cluster di Perseo.

Gli astronomi dell’antichità sarebbero rimasti sbalorditi da ciò che abbiamo appreso riguardo all’Universo. Anche astronomi come Edwin Hubble del 20° secolo sarebbero stupiti dalla potenza dei nostri moderni telescopi e da ciò che ci hanno mostrato. All’epoca, le galassie lontane apparivano sfocate e venivano chiamate nebulose. Anche la natura di Andromeda, il nostro vicino galattico più prossimo, era incerta. Nel 1920, Hubble e altri discutevano se Andromeda e altri oggetti che osservavano fossero piccoli corpi nelle regioni esterne della Via Lattea, nebulose o altre galassie.
Il filosofo tedesco e pensatore dell’Illuminismo Immanuel Kant coniò il termine “universi isolati” per descrivere tutti questi oggetti sfocati, facendo riferimento alla loro vera natura. L’idea di galassie estranee alla nostra risale a molto tempo fa, ma non c’era modo di verificarlo. Poi, nel 1924, Edwin Hubble pose fine al dibattito. Riuscì a dimostrare che le stelle singole in alcune di queste cosiddette “nebulose” erano in realtà molto oltre la Via Lattea.
La scoperta fu decisiva, e ora sappiamo che l’Universo è popolato da centinaia di miliardi o persino trilioni di altre galassie come la nostra Via Lattea.

Attualmente, gli astronomi utilizzano telescopi potenti per esaminare altre galassie in grande dettaglio. Hanno persino usato il Telescopio Spaziale James Webb per guardare indietro nel tempo alle prime galassie dell’Universo. Chiunque può esaminare rapidamente centinaia di immagini straordinarie di galassie di tutti i tipi.
Oggetti enormi come il cluster di Perseo ci avvertono della presenza di qualcosa di ancora più misterioso e difficile da comprendere rispetto alla natura delle galassie. Qualcosa unisce queste galassie individuali in un gruppo coeso, e noi chiamiamo questa materia oscura.
C’è un coro crescente di voci scientifiche che suggerisce di smettere di chiamarla materia oscura e utilizzare invece il termine più accurato di materia invisibile. Ma qualunque nome decidiamo di darle, la materia oscura costituisce la maggior parte della materia nell’Universo e sovrasta la materia “normale” che interagisce con la luce e costituisce stelle, pianeti e noi stessi.
Man mano che la cosmologia progredisce, gli scienziati hanno mappato la struttura su larga scala dell’universo. Queste mappe mostrano come le galassie e i loro gruppi siano organizzati lungo filamenti di materia oscura che fungono da impalcature. Il cluster di Perseo è associato al Filamento di Perseo-Pegaso, una lunga e sottile struttura di galassie che si estende per oltre un miliardo di anni luce.
Un modello al computer della struttura su larga scala dell’universo utilizzando il simulatore Illustris. Questa immagine rappresenta la materia oscura e il gas coinvolti nella formazione di galassie e ammassi di galassie, così come i filamenti che li collegano. Immagine di credito: Illustris TNG.
Se non ci fosse materia oscura, gli scienziati pensano che l’Universo sarebbe molto più omogeneo. Le galassie sarebbero distribuite più uniformemente nello spazio. Ma questo non è ciò che osserviamo, e NGC 1270 e il resto del cluster di Perseo lo dimostrano chiaramente.

Attualmente, la teoria scientifica suggerisce che una rete di materia oscura invisibile attiri le galassie insieme. Queste sono situate dove i massicci tentacoli della materia oscura si intersecciano. È lì che la sua forza gravitazionale è più forte.
In sintesi, il cluster di Perseo e NGC 1270 non sarebbero dove sono e non sarebbero raggruppati senza materia oscura. Il cluster, e anche tutti gli altri gruppi, ammassi e superammassi, sono saldamente nella morsa della materia oscura.
L’astronoma americana Vera Rubin ha avuto un ruolo enorme nella nostra moderna comprensione della materia oscura. Ha osservato che stelle e gas ai margini di una galassia si muovevano molto più velocemente di quanto prevedesse la massa visibile della galassia. La fisica newtoniana suggerirebbe che dovrebbero muoversi più lentamente. Rubin e i suoi collaboratori pensavano che ci dovesse essere una grande quantità di materia invisibile oltre i bordi visibili delle galassie. Alla fine, scoprì che ci doveva essere sei volte più materia oscura che materia visibile nelle galassie.
Rubin affrontò molti ostacoli per far accettare i suoi risultati. Essendo donna, non faceva parte del mondo dominato dagli uomini dell’astronomia degli anni ’70. Le furono negati l’accesso a alcune strutture all’inizio della sua carriera, il che rallentò il suo progresso. Ora, le vengono dati pieno credito e riconoscimento accanto a Hubble e ad altre figure influenti nell’astronomia. Uno degli osservatori più potenti e unici mai concepiti è intitolato a lei.
Indipendentemente da come lo chiamiamo e da chi lo ha scoperto, il nostro universo è dominato da qualcosa che non comprendiamo appieno.

È sorprendente che gli scienziati possano mappare la materia invisibile solo per inferenza, senza sapere di cosa si tratta. La comprensione più ampiamente accettata della materia oscura è nel modello Lambda di materia oscura fredda (Lambda-CDM), noto anche come Modello Standard della Cosmologia del Big Bang. Ricrea con successo molte cose che osserviamo nell’Universo, incluso come si formano le galassie, come si espande l’Universo e, naturalmente, la struttura su larga scala dell’Universo.
Ma anche Lambda-CDM non può dirci cosa sia la materia oscura. La maggior parte pensa che si tratti di un qualche tipo di particella, ma se lo è, è estremamente elusiva.
Questo non ci impedisce di vedere il suo effetto quando osserviamo oggetti come NGC 1270 e il cluster di Perseo.
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