Il mistero della materia oscura ha le ore contate?

Un segnale raccolto da quattro diversi telescopi ai raggi X sembra indicare un probabile candidato per la materia oscura: il neutrino sterile

Illustrazione dell’alone di materia oscura (in blu) che circonda la Via Lattea. Crediti: ESO/L. Calcada

Illustrazione dell’alone di materia oscura (in blu) che circonda la Via Lattea. Crediti: ESO/L. Calcada

Elisa Nichelli 17 aprile 2018

Che cosa è la materia oscura? Come possiamo afferrarla? A queste domande gli scienziati cercano di rispondere ormai da decenni. Un team di ricercatori, guidati da Nico Cappelluti dell’Università di Miami, potrebbero essere vicini a una risposta. Lo studio, pubblicato sulla rivista The Astrophysical Journal, prende in esame un’interessante segnale alle alte energie, catturato da quattro diversi telescopi puntati ciascuno in una direzione del cielo differente. Il segnale era già stato notato nel 2014 dallo stesso team di ricerca, nel corso di alcune osservazioni della galassia di Andromeda, e ha creato molto dibattito nella comunità scientifica.


«Usiamo telescopi speciali per catturare la luce ai raggi X che proviene dal cielo, e analizzandola i telescopi hanno notato una caratteristica inaspettata: hanno catturato uno spettro che non può essere prodotto da nessuna emissione atomica nota», spiega Cappelluti. «Questa riga di emissione è chiamata 3.5 chiloelettronvolt (keV, a causa dell’energia a cui si presenta, NdR). Un’interpretazione possibile è che questa riga sia prodotta dal decadimento di materia oscura». I telescopi che hanno permesso di effettuare questa misura sono: NuSTAR e Chandra della NASA, XMM-Newton dell’ESA e il giapponese Suzaku. «Questa riga di emissione a 3.5 keV non è identificata. Non sappiamo davvero di cosa si possa trattare», dice Esra Bulbul, ricercatrice dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics e co-autrice dello studio. «Una teoria è che possa essere dovuta a un neutrino sterile, che potrebbe essere legato al decadimento della materia oscura. L’aspetto interessante di questo nuovo studio è che abbiamo trovato la riga da 3.5 keV all’interno della nostra galassia».


«Se confermato, questo ci dirà che cosa è la materia e potrebbe essere una delle più grandi scoperte della fisica», commenta Cappelluti. «Sappiamo che la Via Lattea è circondata da materia oscura. Dobbiamo immaginarla come una bolla di materia oscura che ci circonda. Ma ora vogliamo avere una misura statisticamente più significativa, e quindi stiamo mettendo insieme una Task Force del neutrino sterile». Questo autunno, molti scienziati provenienti da tutto il mondo si riuniranno all’Università di Miami per organizzare un massiccio progetto di data mining orientato alla ricerca della riga di emissione a 3.5 keV. «L’obiettivo ora è continuare ad osservare il cielo fino a quando non avremo a disposizione telescopi più potenti, e con risoluzioni migliori, cosa che non si verificherà prima del 2021. Nel frattempo condivideremo e analizzeremo dati mettendo insieme le forze tra tutti gli scienziati che stanno cercando di scoprire i segreti della materia oscura», conclude Bulbul.