Il James Webb Space Telescope (JWST), lanciato nel 2022, ha radicalmente rimodellato la nostra comprensione dell’universo primordiale. Tuttavia, uno dei più grandi enigmi della cosmologia – la natura della materia oscura – è rimasto sfuggente. Una nuova ricerca suggerisce che il JWST potrebbe presto offrire una svolta, non vedendo direttamente la materia oscura (che non interagisce con la luce), ma rivelando le sue impronte gravitazionali sulle forme di antiche galassie.
Si stima che la materia oscura costituisca l’85% di tutta la materia presente nell’universo. Il problema è che non emette, non assorbe né riflette la luce, rendendone impossibile il rilevamento diretto. Gli scienziati sanno che esiste a causa dei suoi effetti gravitazionali sulla materia visibile e sulla luce. Ciò significa che la materia oscura non è composta da normali protoni, neutroni ed elettroni. Nonostante decenni di ricerche, le ipotetiche particelle di materia oscura rimangono purtroppo non confermate.
Il nuovo studio, pubblicato su Nature Astronomy, propone che l’influenza gravitazionale della materia oscura potrebbe spiegare le forme inaspettatamente allungate di alcune giovani galassie. Tradizionalmente, le simulazioni presuppongono che le galassie si formino quando il gas si accumula lungo filamenti di materia oscura, dando origine a strutture sferiche. Ma il JWST sta osservando sempre più galassie filamentose e allungate nell’universo primordiale che non si adattano facilmente a questo modello.
I ricercatori guidati da Álvaro Pozo, del Centro Internazionale di Fisica di Donostia, hanno testato simulazioni con diversi tipi di materia oscura. Hanno scoperto che la “materia oscura sfocata” (particelle ultraleggere con comportamento ondulatorio) o la “materia oscura calda” (particelle che si muovono più velocemente) potrebbero spiegare queste strane forme.
“Se le particelle assioniche ultraleggere costituiscono la materia oscura, il loro comportamento quantistico simile ad un’onda impedirebbe la formazione di scale fisiche inferiori a pochi anni luce per un po’, contribuendo al comportamento filamentoso regolare che JWST ora vede a distanze molto grandi,” ha spiegato Pozo.
La chiave è che questi modelli alternativi di materia oscura creano filamenti più lisci rispetto al modello standard Lambda Cold Dark Matter (LCDM). Gas e stelle scorrono lungo questi filamenti, dando origine a galassie allungate. Il JWST continuerà a scansionare queste galassie primordiali, mentre i ricercatori perfezioneranno le simulazioni. La combinazione di queste osservazioni con la modellizzazione teorica potrebbe finalmente aiutare a risolvere il mistero della materia oscura.
Questo è un passo fondamentale perché comprendere la materia oscura non significa solo completare il nostro quadro cosmologico; si tratta di rivelare gli elementi costitutivi fondamentali dell’universo. La capacità del JWST di osservare l’universo primordiale con una chiarezza senza precedenti fornisce la migliore speranza finora per svelare questo mistero vecchio di decenni.
