Durante la conferenza Future Science with CMB x LSS in fase di svolgimento all’Università di Kyoto in Giappone, sono stati presentati i risultati di una mappatura dettagliata della Materia Oscura in una parte dell’universo. Tre articoli disponibili in anteprima e sottoposti alla rivista “The Astrophysical Journal” illustrano questi risultati, ottenuti usando osservazioni condotte all’Atacama Cosmology Telescope (ACT) in Cile, in attività tra il 2007 e il 2022. Questa mappa (Immagine cortesia Collaborazione ACT) è stata ottenuta analizzando la radiazione cosmica di fondo e le deviazioni che ha subito a causa della gravità di strutture massicce come concentrazioni di materia oscura.
Le continue osservazioni di effetti gravitazionali generati da masse invisibili hanno portato allo sviluppo dell’idea della materia oscura, un tipo di materia formato da particelle diverse da quelle che formano la materia comune, o barionica. Il problema è che gli effetti gravitazionali sono l’unico modo in cui, almeno per ora, è possibile riconoscere la presenza della materia oscura e il motivo per cui sono stati sviluppati modelli alternativi che cercano di spiegare in altri modi quegli effetti. Attualmente, il modello Lambda-CDM è quello che riproduce meglio di tutti i dati cosmologici e predice che la materia oscura costituisce oltre l’80% della materia esistente nell’universo.
Creare una mappa di qualcosa che è invisibile può sembrare impossibile e certamente costituisce una complicazione. Tuttavia, sfruttando gli effetti gravitazionali osservabili, è possibile mapparne le fonti e quindi quella che secondo i modelli che attualmente stanno ricevendo conferme è la misteriosa materia oscura.
Nel corso dei 15 anni di operazioni, l’Atacama Cosmology Telescope è stato utilizzato per varie ricerche legate alla radiazione cosmica di fondo, le emissioni che permeano il cosmo e sono considerate una sorta di eco del Big Bang. Quelle emissioni sono sotto forma di microonde e, come tutte le radiazioni elettromagnetiche, vengono deviate da fonti gravitazionali abbastanza forti, proprio come concentrazioni di materia oscura. Basandosi su questo principio, oltre 160 ricercatori hanno lavorato su dati raccolti dall’ACT per sfruttare quelle distorsioni nelle immagini ottenute al fine di mappare la presenza di materia oscura in una parte dell’universo.
Un risultato interessante riguarda i “grumi” di materia oscura rilevati nelle analisi dei dati. Tentativi di mappare la materia oscura usando la luce delle stelle di galassie più o meno lontano avevano indicato che essa non era abbastanza “grumosa” rispetto alle previsioni dei modelli cosmologici maggiormente accettati. Invece, la mappa creata usando la radiazione cosmica di fondo offre risultati che coincidono maggiormente con i modelli sulla materia oscura anche per quanto riguarda i loro grumi.
Ottenere risultati diversi usando metodi diversi offre la possibilità di confrontarli, anche per esaminare i dati su cui sono basati e i metodi usati per analizzarli per capire i motivi delle differenze. Ciò è tanto più importante in ricerche che riguardano le frontiere cosmiche più lontane nello spazio e nel tempo, dove la precisione di ogni misurazione può essere difficile da valutare.
Gli articoli sottoposti per il peer-review e la successiva pubblicazione potrebbero ancora essere modificati in modo significativo. L’Atacama Cosmology Telescope è stato dismesso nel 2022 ma in casi del genere gli archivi delle osservazioni continuano a essere usati per molti anni. Ciò significa che possiamo aspettarci altri articoli sull’argomento basati su osservazioni condotte con l’ACT. Nuove ricerche verranno condotte in futuro all’Osservatorio Simons, sempre nel deserto dell’Atacama in Cile, con un nuovo telescopio che dovrebbe entrare in servizio nel 2024.
