Rilevato misterioso segnale: forse prima osservazione della materia oscura

Il Chandra X-ray Observatory della NASA e l’XMM-Newton dell’ESA gli astronomi hanno rilevato un misterioso segnale a raggi X. Secondo gli astronomi, non è da escludere che si tratti di un segnale emesso dal decadimento dei neutrini sterili, un tipo di particelle che si crede possa comporre la materia oscura. L’osservazione è descritta in un articolo pubblicato su The Astrophysical Journal.

Crediti: NASA/CXC/SAO/E.Bulbul, et al.

Si tratterebbe della prima volta che la materia oscura viene osservata, ma gli scienziati sono estremamente cauti. Quello della materia oscura è uno dei grandi misteri che avvolge ancora il nostro universo. Infatti l’85% della materia dell’universo sarebbe materia oscura che non emette o assorbe luce come la materia “normale” e perciò deve essere osservata con metodi indiretti.

Chandra e XMM-Newton hanno osservato una riga di emissione di raggi X non identificata, cioè, un picco di intensità ad una specifica lunghezza d’onda a raggi X. La riga proviene dal cluster di galassie Perseo.

Secondo gli autori questa linea di emissione potrebbe essere una firma dal decadimento di un “neutrino sterile.” I neutrini sterili sono un tipo di neutrino per ora solo ipotizzato che si prevede interagisca con la materia normale solo per gravità. Alcuni scienziati hanno proposto che i neutrini sterili possano almeno in parte spiegare la materia oscura.

“Abbiamo molto lavoro da fare prima di poter affermare, con certezza, che abbiamo trovato i neutrini sterili”, ha detto Maxim Markevitch, un co-autore del Goddard Space Flight Center di Greenbelt, nel Maryland. “Ma la sola possibilità di trovarli ci ha molto emozionato.”

I dubbi provengono dal fatto che i due strumenti, con questa osservazione, sono spinti ai loro limiti di sensibilità. Inoltre altre ipotesi potrebbero spiegare il fenomeno.

“Il nostro prossimo passo è quello di combinare i dati provenienti da Chandra e dalla missione Suzaku di JAXA per un gran numero di ammassi di galassie per verificare se troviamo lo stesso segnale a raggi X,” ha detto il co-autore Adam Foster.

Solo una settimana dopo che gli autori hanno pubblicato l’articolo su arXiv, un altro gruppo, guidato da Alexey Boyarsky della Leiden University in Olanda, ha pubblicato un documento con la prova della rilevazione di una riga di emissione alla stessa energia nelle osservazioni di XMM-Newton della galassia M31 e la periferia del cluster Perseo. Questo rafforza l’evidenza che la linea di emissione è reale e non un artefatto strumentale.

Fabio Gastaldello dell’INAF-IASF di Milano, esperto di osservazioni in banda X e di calibrazioni di XMM-Newton ribadisce che “la cautela è d’obbligo”. “Il risultato è suggestivo e stimolante per ulteriori ricerche – spiega il ricercatore – ma siamo ai limiti, se non oltre, degli strumenti attuali: la riga ha una larghezza equivalente di 1 eV e data la risoluzione energetica degli strumenti attuali vuol dire che stiamo parlando di un increspatura dell’1% rispetto al continuo. Le calibrazioni degli strumenti non raggiungono questa precisione. Certo gli autori argomentano che stanno effettivamente mediando rispetto a queste incertezze perche’ misurano ammassi a redshift diversi, pero’ l’esiguita’ della riga rimane. Potrebbe anche esserci una “banale” interpretazione di riga di un elemento conosciuto come l’Argon non accuratamente modellata dagli attuali modelli di emissione di plasma. Insomma, BICEP2 insegna, cautela!”.