La nostra galassia, la Via Lattea, potrebbe essere circondata da un grande folla di compagne invisibili. Queste gigantesche nubi di materia oscura — che rappresentano grumi primordiali di galassie mai formate — potrebbero essere osservate con un telescopio che sarà lanciato il prossimo anno.

La materia oscura ammonta a circa l’82% di tutta la materia dell’Universo, malgrado nessuno sappia di che cosa sia fatta. Si pensa che piccole nubi di materia oscura si siano condensate dopo il big bang, e poi si siano unite insieme. Quando una quantità sufficiente di materia oscura si è raccolta per formare un enorme alone, ha cominciato ad attrarre il gas normale che forma le stelle, ed è così diventata una galassia.

Un gruppo di scienziati, guidati da Jürg Diemand dell’Università della California a Santa Cruz (USA), ha modellizzato questo processo con una precisione senza precedenti, tenendo conto dell’evoluzione di più di 200 milioni di piccole nubi che si sono unite a formare un alone di circa le stesse dimensioni della Via Lattea.

Una simulazione così dettagliata ha bisogno di una grande potenza di calcolo. “Siamo arrivati al limite delle prestazioni dei moderni computer,” ha detto Diemand a “New Scientist”.

Il risultato è una emozionante animazione della nascita della Galassia, che mostra che nell’intero alone galattico erano presenti almeno 10 000 sottoaloni separati di materia oscura, ognuno del diametro di almeno qualche migliaio di anni luce.

Un discreto numero di questi semi primordiali sono poi germinati e sono diventati galassie. Circa 120 grumi erano grandi a sufficienza da poter attrarre gas per conto loro e diventare galassie nane, eppure gli astronomi hanno osservato solo 15 galassie nane compagne della Via Lattea. Che cosa è successo agli altri?

Una soluzione relativamente drastica è che la materia oscura abbia qualche proprietà che impedisca di formare grumi densi. Per esempio, potrebbe essere più calda del previsto, e di conseguenza difficilmente comprimibile. “Ma per il momento, non sembra essere necessario prevedere queste condizioni estreme,” dice Diemand.

Sono possibili altre spiegazioni. Potrebbe essere che la maggior parte dei subaloni siano stati sterilizzati dalla luce ultravioletta emessa dalle stelle primordiali, che ha scaldato il gas intergalattico rendendolo più difficile da catturare. Forse le esplosioni delle supernove hanno spazzato via il gas da molte delle nascenti galassie nane, ponendo così fine alla loro breve vita.

Non sarà facile individuare queste nubi di materia oscura. Se gli astronomi sono fortunati, le particelle di materia oscura si comportano in modo da annichilarsi a vicenda nelle collisioni, emettendo nel processo raggi gamma. Le emissioni di raggi gamma prodotte dalle galassie compagne potrebbero essere osservabili con il Gamma-ray Large Area Space Telescope (GLAST) della NASA, il cui lancio è previsto nel 2007.

Altrimenti i grumi poterbbero rivelarsi come delle macchie in una lente gravitazionale. Gli aloni di materia oscura di galassie lontane possono qualche volta focalizzare la luce da oggetti più lontani che stanno dietro di loro. Gli aloni piegano la luce con la loro forza di gravità, ingrandendo e moltiplicando le immagini di sorgenti molto distanti. Se gli aloni sono densi dovrebbero deformare leggermente le immagini prodotte.

Stephen Battersby