Zoom cosmico sulla materia oscura

È servito a supercomputer essere in grado di ingrandire i più piccoli ammasso di materia oscura in uno universo virtuale. Il team internazionale che ha eseguito queste simulazioni è riuscito a ottenere immagini molto dettagliate di centinaia di cluster, o Aloni, materia oscura virtuale. Lo studio è stato condotto daAccademia cinese delle scienze, l ‘Università di Durham, tutto’Max Planck Institute of Astrophysics e di Harvard Center for Astrophysics.

L’universo è composto solo per il 5% di materia normale, il restante 95% 27% è materia nera e tutto il resto lo è energia oscura. Dal gas raffreddato e condensato al centro di grandi ammassi di materia oscura si sono formate galassie e dalle loro proprietà da quelle del gas all’interno è possibile dedurre la struttura degli aloni di materia oscura in cui hanno stato generato. Per aloni più piccoli, che non possono contenere galassie poiché si ritiene siano più o meno uguali massa terrestre, gli scienziati non hanno informazioni dirette, questi piccoli aloni possono essere studiati solo mediante simulazioni sull’universo virtuale.

Mappa della densità della materia oscura proiettata, creata utilizzando una simulazione che misura 2,4 miliardi di anni luce su ciascun lato. Il riquadro in basso a sinistra è lo zoom più profondo della simulazione: dista solo 783 anni luce, ovvero 500 volte la dimensione del sistema solare. Gli aloni di materia oscura più piccoli sono chiaramente visibili e hanno una massa paragonabile a quella della Terra (0,000003 la massa del Sole). Dr Sownak Bose, Center for Astrophysics, Harvard University

io risultati del nuovo studio, pubblicato sulla rivista Natura, ha scoperto che al centro si generano piccoli aloni di materia oscura collisioni tra particelle di materia oscura e particelle di materia anti-oscura, che verrebbero poi convertite in lampi di raggi gamma. Rilevando questa radiazione, sarebbe quindi possibile identificare piccoli ammassi di materia oscura.

“La maggior parte di questa radiazione verrebbe emessa da aloni di materia oscura troppo piccoli per contenere stelle. I futuri osservatori di raggi gamma potrebbero essere in grado di rilevare queste emissioni, rendendo questi piccoli oggetti individualmente o collettivamente visibili “, ha spiegato. Carlos frenk, coautore dello studio e professore di fisica fondamentale presso l’Institute for Computational Cosmology presso la Durham University.

Grazie alle simulazioni, gli scienziati sono stati in grado di studiare aloni di tutte le dimensioni, a partire da quelli che hanno mille trilioni volte la massa del Sole a quelli con massa simile alla Terra, e hanno scoperto che la loro struttura interna è molto simile: al centro sono estremamente densi e si diffondono alle regioni esterne.

Per eseguire le simulazioni, il team ha utilizzato il supercomputer Macchina cosmologica, parte della struttura di calcolo ad alte prestazioni DiRAC a Durham, e computer presso l’Accademia cinese delle scienze.

Immagine in primo piano: mappa della densità della materia oscura proiettata, creata utilizzando una simulazione che misura 2,4 miliardi di anni luce su ciascun lato. Il quadrato centrale (in alto a destra) è poco meno di un milione di anni luce. Il riquadro più piccolo (in basso a sinistra) è lo zoom più profondo: è largo solo 783 anni luce, ovvero 500 volte più grande del sistema solare. Nella casella centrale (in alto a destra), i più grandi aloni di materia oscura hanno una massa simile a quella di un ricco ammasso di galassie (un milione di miliardi di volte la massa del Sole). Nel quadratino (in basso a destra), gli aloni più piccoli chiaramente visibili hanno una massa paragonabile a quella della Terra (0,000003 la massa del Sole). Dr Sownak Bose, Center for Astrophysics, Harvard University