Un articolo pubblicato sulla rivista “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” riporta i risultati di uno studio della distribuzione e della morfologia delle galassie nane dell’ammasso della Fornace che conclude che esse sono prive di aloni di materia oscura. Un team di ricercatori coordinato dall’Università tedesca di Bonn e dall’Università scozzese di Saint Andrews ha esaminato quelle galassie nane per verificare quanto siano perturbate dalle maree gravitazionali generate da galassie vicine.

Secondo il modello cosmologico conosciuto come Lambda-CDM, le galassie nane hanno aloni di materia oscura che offre una parziale protezione dalle maree gravitazionali ma immagini catturate dal VST dell’ESO mostrano una situazione che corrisponde maggiormente a un’altra teoria cosmologica conosciuta come MOND. Se confermato, questo risultato potrebbe aiutare a capire i limiti degli attuali modelli cosmologici e a individuare la causa degli effetti gravitazionali spiegati attualmente con l’esistenza della materia oscura.

Uno degli attuali problemi cosmologici è dovuto alla difficoltà nell’individuare la causa di effetti gravitazionali rilevati nella maggior parte delle galassie. Anni di studi hanno portato allo sviluppo di modelli basati sull’esistenza di quella che è stata chiamata materia oscura. Tuttavia, la sua natura è ancora tutt’altro che chiara anche per i sostenitori della sua esistenza perché finora le uniche interazioni rilevate con la materia ordinaria sono quelle gravitazionali.

Il modello Lambda-CDM è al momento il modello cosmologico maggiormente accettato perché è quello che spiega meglio gli effetti gravitazionali rilevati. Tuttavia, ci sono studi che mostrano casi in cui un altro modello che non prevede l’esistenza della materia oscura spiega meglio certe osservazioni. Ad esempio, un articolo pubblicato sulla rivista “The Astrophysical Journal” nel novembre 2020 mostrava come il modello chiamato MOND, dall’inglese MOdified Newtonian Dynamics, cioè Dinamica Newtoniana Modificata, possa spiegare alcuni aspetti della rotazione delle galassie. Questo nuovo studio delle galassie nane dell’ammasso della Fornace può offrire nuove conferme della validità del modello MOND.

Sviluppato all’inizio degli anni ’80 del XX secolo dal fisico Mordehai Milgrom del Weizmann Institute, in Israele, il modello MOND propone una versione modificata della teoria gravitazionale di Isaac Newton in cui, a basse accelerazioni, la gravità è più forte rispetto a quanto prevede la legge newtoniana classica.

Nel caso delle galassie nane dell’ammasso della Fornace, i ricercatori hanno provato a esaminare quanto esse siano perturbate dalle maree gravitazionali di galassie più grandi vicine ad esse. La presenza di aloni di materia oscura nelle galassie nane dovrebbe avere un’influenza sugli effetti di quelle perturbazioni. Tuttavia, secondo il modello Lambda-CDM, quelle galassie nane dovrebbero essere state distrutte dalla gravità delle galassie al centro dell’ammasso. Una corrispondenza decisamente maggiore con le immagini catturate dal VST (VLT Survey Telescope) è data dai risultati ottenuti applicando il modello MOND.

Il modello MOND ha avuto vari sviluppi nel corso dei decenni per includere gli effetti relativistici come il modello chiamato TeVeS (Tensor–vector–scalar gravity) sviluppato prima dal fisico Jacob Bekenstein e successivamente dai fisici Skordis & Zlosnik. Secondo i suoi sostenitori, la versione più recente riesce a riprodurre la radiazione cosmica di fondo a microonde, uno dei problemi dei modelli alternativi a quelli che includono la materia oscura. Potrebbe anche offrire una spiegazione alternativa all’energia oscura.

Lo studio delle galassie nane dell’ammasso della Fornace rappresenta un passo avanti per capire dove sono i limiti dei nostri modelli cosmologici e quale sia il modo corretto di procedere per migliorarli. I sostenitori dei modelli che includono l’esistenza della materia oscura ritengono che vi siano elementi ancora impossibili da spiegare dai modelli come MOND e TeVeS ma la questione è oggetto di discussioni. Nuovi strumenti e nuove osservazioni di qualità e precisione crescente offriranno nuove informazioni per capire i segreti dell’universo.