Scoperta la galassia priva di materia oscura

Grazie al telescopio Dragonfly è stata individuata NGC1052-DF2, una galassia sorprendente: non contiene materia oscura

La galassia ellittica NGC 1052, al centro dell’ammasso di galassie a cui appartiene DF2, la galassia senza materia oscura. Crediti: Adam Block/Mount Lemmon SkyCenter/University of Arizona

La galassia ellittica NGC 1052, al centro dell’ammasso di galassie a cui appartiene DF2, la galassia senza materia oscura. Crediti: Adam Block/Mount Lemmon SkyCenter/University of Arizona

Elisa Nichelli 28 marzo 2018

Come si mette insieme una galassia senza neanche un po’ di materia oscura? Questa la domanda alla quale stanno cercando di rispondere i ricercatori che hanno scoperto proprio un oggetto di questo tipo, tanto inaspettato quanto inspiegabile secondo la teoria. La galassia in questione si chiama NGC1052-DF2, o - più in breve - DF2, e la sua scoperta è descritta in un articolo appena apparso sulla rivista Nature. La stranezza di DF2 non risiede solo nel fatto che normalmente le galassie hanno un alto contenuto di materia oscura, di molto superiore alla materia ordinaria, ovvero fatta di stelle, gas e polveri, ma che, stando ai modelli teorici, le galassie si formerebbero grazie a delle iniziali concentrazioni di materia oscura, alle quali si aggregherebbe poi per attrazione gravitazionale la materia ordinaria. Da qui la domanda: se DF2 non contiene materia oscura, come ha fatto a formarsi?


«Pensavamo che tutte le galassie fossero composte da stelle, gas e materia oscura mescolati insieme, ma con la componente di materia oscura sempre dominante», spiega Roberto Abraham dell'Università di Toronto, co-autore dello studio. «Ora scopriamo che esistono galassie con un gran numero di stelle e gas e quasi zero materia oscura. È piuttosto bizzarro». Secondo Pieter van Dokkum della Yale University, primo autore dell’articolo, DF2 «Sfida i modelli standard su come pensiamo che funzionino le galassie, e questo suggerisce anche che ci possa essere più di una maniera per formare una galassia».


Oltre alla scarsità di materia oscura, DF2 è insolita anche per la quantità di stelle che contiene. Nonostante le sue dimensioni siano simili a quelle della Via Lattea, infatti, il numero di stelle presente in DF2 è 1/200 di quelle contenute nella nostra Galassia. L’oggetto peculiare è stato identificato grazie al Dragonfly Telescope Array, uno strumento innovativo pensato per rilevare sorgenti astronomiche molto deboli. Dragonfly è stato concepito e costruito da van Dokkum e Abraham, ed è costituito da 48 teleobiettivi disponibili in commercio. Di fatto, Dragonfly è il più grande telescopio rifrattore del mondo. Una volta individuata la natura insolita di DF2, il team di ricercatori ha condotto osservazioni di follow-up presso il Keck Observatory a Mauna Kea. Grazie a questi dati hanno potuto studiare la velocità degli ammassi globulari presenti all’interno di DF2, notando che si muovevano più lentamente del previsto. Utilizzando queste velocità hanno stimato la massa della galassia, scoprendo che le stelle, il gas e la polvere rappresentavano la maggior parte della materia contenuta in DF2, e che c’era solo 1/400simo della materia oscura prevista.


Osservazioni successive, effettuate con il telescopio spaziale Hubble, hanno rivelato altre peculiarità: DF2 non ha una regione centrale più densa, né braccia a spirale o un disco, e non sembra avere nemmeno un buco nero al suo centro. «Ho passato un'ora a fissare l'immagine di Hubble», dice van Dokkum. «Questa cosa è sorprendente: un gigantesco blob a cui puoi guardare attraverso. È così rarefatta che si riescono a vedere tutte le galassie che si trovano dietro di lei». DF2 fa parte di un ammasso di galassie dominato da una gigantesca galassia ellittica chiamata NGC 1052. Gli scienziati hanno ipotizzato che la nascita e la formazione di DF2 possano essere state influenzate dalla galassia gigante, oppure che un evento catastrofico interno a DF2, come un episodio di intensa formazione stellare, possa aver allontanato dalla galassia il gas e la materia oscura che conteneva. «Attualmente stiamo conducendo una ricerca per trovare altri oggetti simili a DF2», spiega Abraham. «Dragonfly è ottimo per trovare questo tipo di oggetti, e forse stiamo vedendo solo la punta dell’iceberg».