La Dark Energy Camera sonda l’Ammasso della Chioma, un ricco ammasso di galassie che prende il nome dai capelli di un’antica regina e ha ispirato la teoria della materia oscura.
La Dark Energy Camera cattura un’immagine dell’abbagliante Ammasso della Chioma, che prende il nome dai capelli della regina Berenice II d’Egitto.
Non solo significativa nella mitologia greca, questa collezione di galassie è stata anche fondamentale per la scoperta dell’esistenza della materia oscura.
La teoria emerse nel 1937 quando l’astronomo svizzero Fritz Zwicky notò che le galassie dell’ammasso della Chioma si comportavano come se fossero sotto l’influenza di grandi quantità di materia “oscura” non osservabile.
Questa immagine densamente popolata mostra un enorme ammasso non di singole stelle, ma di intere galassie, noto come l’ammasso della Chioma.
L’ammasso della Chioma prende il nome dalla costellazione in cui si trova, la Chioma di Berenice. È l’unica delle 88 costellazioni dell’Unione Astronomica Internazionale ad essere intitolata a un personaggio storico.
La sua omonima è la regina Berenice II d’Egitto, o più precisamente i suoi capelli, dove “coma” significa “capelli della testa” in latino.
Berenice notoriamente si tagliò i capelli e li presentò come offerta votiva agli dei quando suo marito tornò sano e salvo dalla guerra.
I capelli furono messi in un tempio, ma scomparvero poco dopo. L’astronomo di corte, Conone di Samo, affermò di identificare le trecce perdute di Berenice in un luogo piuttosto improbabile, il cielo notturno, suggerendo che la dea Afrodite avesse catasterizzato (letteralmente trasformato in una costellazione) le ciocche della regina.
Tutto questo è avvenuto intorno al 245 a.C., il che significa che i capelli di Berenice hanno goduto di un riconoscimento celeste per un tempo straordinariamente lungo.
I dati utilizzati per costruire questa immagine dettagliata sono stati raccolti dalla Dark Energy Camera (DECam) del Dipartimento dell’Energia, che è montata sul telescopio da 4 metri Víctor M. Blanco della National Science Foundation degli Stati Uniti presso l’Osservatorio Interamericano di Cerro Tololo, un programma di NSF NOIRLab.
La fotocamera da 570 megapixel è stata costruita per effettuare il Dark Energy Survey (DES), un’incredibile serie di osservazioni di 758 notti tra il 2013 e il 2019. Il DES è stato condotto con l’intenzione di comprendere meglio la natura dell’energia oscura, l’entità sconosciuta che sta causando l’accelerazione dell’espansione del nostro Universo.
L’ammasso della Chioma è strettamente associato alla controparte altrettanto misteriosa dell’energia oscura: la materia oscura. Quasi un secolo fa, nel 1937, l’astronomo svizzero Fritz Zwicky osservò diverse galassie all’interno dell’ammasso della Chioma.
Calcolò un’approssimazione della massa dell’ammasso in base alle sue strutture luminose, in altre parole, osservabili.
Ma incontrò qualcosa di strano: l’ammasso sembrava mancare di massa. In effetti, le galassie all’interno dell’ammasso si comportavano come se l’ammasso contenesse una massa 400 volte superiore a quella suggerita dalle sue stime.
Zwicky è giunto a questa conclusione osservando la velocità con cui si muovevano le galassie all’interno dell’ammasso.
Per spiegare ulteriormente questo, è utile rivisitare brevemente un punto chiave sulla natura della gravità.
La gravità è una delle quattro interazioni fondamentali conosciute che esistono tra tutte le entità con energia o massa.
Maggiore è la massa di un oggetto, maggiore sarà l’attrazione gravitazionale che eserciterà.
Pertanto, gli oggetti meno massicci che si trovano entro una certa distanza da un oggetto più massiccio saranno attratti in modo incontrollabile verso di esso.
Tuttavia, c’è un ulteriore fattore da considerare: la velocità. Se un oggetto si muove abbastanza velocemente, può sfuggire all’attrazione gravitazionale di altri oggetti.
È questo principio che ha permesso a Zwicky di dedurre che l’ammasso della Chioma sembrava essere materia “mancante”. S
coprì che le galassie si muovevano così velocemente che avrebbero dovuto sfuggire all’ammasso se fosse stato tenuto insieme solo dalla massa osservabile.
Questo lo portò a postulare che l’ammasso dovesse essere tenuto insieme da grandi quantità di materia “oscura” non osservabile, anche se questa ipotesi sembrava inverosimile a gran parte della comunità astronomica.
Ci sono voluti fino 50 anni perché la maggior parte degli astronomi si convincesse dell’esistenza della materia oscura.
Il consenso si è spostato quando sono usciti diversi studi che riportavano la stessa curiosa incoerenza di massa osservata da Zwicky, ma sulla scala di singole galassie piuttosto che di interi ammassi di galassie.
Uno di questi studi è stato condotto nel 1970 dagli astronomi statunitensi Kent Ford e Vera C. Rubin, che hanno trovato prove di materia invisibile nella galassia di Andromeda.
E nel 1979, gli astronomi Sandra Faber e John Gallagher eseguirono un’analisi approfondita del rapporto massa-luce per oltre 50 galassie a spirale ed ellittiche, che li portò a concludere che “il caso della massa invisibile nell’Universo è molto forte e sta diventando sempre più forte”.
L’esistenza della materia oscura e dell’energia oscura è ora ampiamente accettata e la comprensione della loro natura sfuggente è uno degli obiettivi principali dell’astrofisica moderna.
Una comprensione più profonda potrebbe essere all’orizzonte con l’imminente Legacy Survey of Space and Time, che durerà 10 anni, che sarà condotta dall’Osservatorio NSF-DOE Vera C. Rubin, che prende il nome dall’astronoma ispiratrice che ha contribuito a mostrare al mondo che c’è molto di più nell’Universo di quanto sembri.
Immagine: CTIO/NOIRLab/DOE/NSF/AURA
Image Processing: D. de Martin & M. Zamani (NSF NOIRLab)
