Il mistero delle galassie mancanti che dovrebbero orbitare attorno alla nostra Via Lattea sta per essere risolto grazie a una scoperta rivoluzionaria che potrebbe cambiare la nostra comprensione dell'universo. Un team di cosmologi dell'Università di Durham, nel Regno Unito, ha utilizzato una combinazione innovativa di simulazioni al supercomputer ad altissima risoluzione e modellazione matematica avanzata per predire l'esistenza di decine di galassie "orfane" che fino ad oggi sono rimaste invisibili ai nostri telescopi. La ricerca, presentata al National Astronomy Meeting della Royal Astronomical Society, suggerisce che potrebbero esistere tra le 80 e le 100 galassie satelliti in più rispetto a quelle attualmente conosciute, nascoste nelle immediate vicinanze della nostra galassia.
L'enigma cosmologico che sfida la teoria standard
Da decenni gli astronomi si confrontano con un paradosso frustrante: la teoria Lambda Cold Dark Matter (LCDM), che rappresenta il modello standard della cosmologia, prevede l'esistenza di molte più galassie compagne della Via Lattea di quante ne siano mai state osservate o prodotte dalle simulazioni cosmologiche. Secondo questo modello, che descrive un universo composto per il 5% da materia ordinaria, il 25% da materia oscura fredda e il 70% da energia oscura, le galassie si formano al centro di giganteschi agglomerati di materia oscura chiamati aloni.
La maggior parte delle galassie nell'universo sono galassie nane di massa ridotta, e molte di esse orbitano come satelliti attorno a galassie più massicce come la nostra Via Lattea. Tuttavia, le simulazioni cosmologiche tradizionali non riescono a spiegare perché ne osserviamo così poche rispetto alle previsioni teoriche.
La scoperta delle galassie "orfane" invisibili
La chiave per risolvere questo enigma risiede in quelle che i ricercatori chiamano galassie "orfane" - oggetti estremamente deboli che sono stati quasi completamente privati dei loro aloni di materia oscura dalla gravità dell'alone della Via Lattea. Come spiega la dottoressa Isabel Santos-Santos, ricercatrice principale presso l'Institute for Computational Cosmology di Durham: "Sappiamo che la Via Lattea ha circa 60 galassie satelliti compagne confermate, ma pensiamo che dovrebbero esserci decine di altre galassie deboli in orbita attorno alla Via Lattea a distanze ravvicinate".
Queste galassie "orfane" vengono perse nella maggior parte delle simulazioni a causa della loro natura estremamente tenue, ma dovrebbero essere sopravvissute nell'universo reale. Il team di Durham ha sviluppato una tecnica innovativa che combina la simulazione Aquarius - la simulazione ad altissima risoluzione di un alone di materia oscura della Via Lattea mai creata - con il modello GALFORM, un codice all'avanguardia sviluppato negli ultimi due decenni per seguire i processi fisici dettagliati responsabili della formazione ed evoluzione delle galassie.
Una popolazione nascosta di 30 candidati misteriosi
I risultati della ricerca mostrano che gli aloni di materia oscura, che potrebbero ospitare una galassia satellite, hanno orbitato attorno all'alone centrale della Via Lattea per la maggior parte dell'età dell'universo. Questo processo prolungato ha portato alla perdita della loro materia oscura e della massa stellare, rendendoli estremamente piccoli e deboli.
Particolarmente interessanti sono i circa 30 candidati satelliti della Via Lattea scoperti di recente, oggetti minuscoli ed estremamente deboli la cui natura rimane incerta. Gli scienziati non sono sicuri se si tratti di galassie nane immerse in un alone di materia oscura o di ammassi globulari, collezioni di stelle auto-gravitanti.
Il futuro dell'osservazione astronomica
La conferma di queste previsioni potrebbe arrivare presto grazie ai progressi nelle tecnologie telescopiche. Il Rubin Observatory LSST camera, che ha recentemente visto la sua prima luce, e altri strumenti avanzati potrebbero finalmente permettere agli astronomi di rilevare questi oggetti estremamente deboli, portandoli alla nostra vista per la prima volta.
Il professor Carlos Frenk, co-ricercatore del progetto, sottolinea l'importanza di questa scoperta: "Se la popolazione di satelliti molto deboli che stiamo prevedendo viene scoperta con i nuovi dati, sarebbe un successo straordinario della teoria LCDM della formazione delle galassie". La ricerca rappresenta un perfetto esempio di come la fisica teorica, le simulazioni al supercomputer e la modellazione matematica possano produrre previsioni precise che gli astronomi, equipaggiati con nuovi e potenti telescopi, possono verificare.
Se queste galassie venissero effettivamente osservate, fornirebbero un supporto decisivo alla teoria Lambda Cold Dark Matter, consolidando la nostra comprensione della struttura su larga scala dell'universo e di come si formano le galassie. La scoperta potrebbe anche chiarire la natura di quegli enigmatici oggetti celesti che rappresentano una delle sfide più affascinanti della cosmologia moderna.