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La materia oscura


Giovedì 13, Novembre 2014
in  Stella Stellina


Un discorso meno controverso riguarda invece la presenza nella via Lattea di altro materiale oscuro, ma più rarefatto e caldo di quello di cui abbiamo finora discusso.


Questa materia è oscura perché contrariamente alle stelle, la maggior parte della radiazione emessa cade nella regione delle alte energie e perció puó essere osservata solo nel campo ultravioletto o dei raggi X radiazioni osservabili solo da satelliti. Queste particelle ad alta energia traggono parte della loro temperatura dalle esplosioni di super povere, ma nel caso dell'idrogeno espulso dalle stelle esso potrebbe essere riscaldato dalle alte velocità che le stesse stelle possiedono nella loro rotazione attorno al centro galattico.


Una parte di questo materiale viene riscaldato nell'espansione delle bolle di idrogeno la cui parte esterna e fredda viene osservata a 21 cm. Ma la presenza di un nuovo materiale interstellare a temperature di 100.000 K o più è stata rivelata solo negli anni '70 dai telescopi spaziali che per primi l'hanno osservato nell'ultravioletto o nei raggi X. Sembra che questo materiale si estenda per 12.000 anni luce perpendicolarmente al piano galattico, formando perció una struttura poco schiacciata e con densità decrescente linearmente verso l'esterno.


La collisione di gas emesso dalle stelle in questa regione dovrebbe invece contribuire ad un alone non facilmente rilevabile dalla terra e con una temperatura di oltre un milione di gradi,


Corone di raggi X sono state invece osservate in altre galassie, il ciclo vitale di questo plasma sarebbe alimentato peró sempre dalle esplosioni di supernuove??.


Raggiunte grandi distanze dal centro galattico il gas in espansione a temperatura di 1,000.000 di calorie potrebbe poi ricadere sul piano galattico raffreddandosi fino a 100.000 calorie osservati nelle righe di assorbimento nell'ultravioletto.


Messaggeri dell'esplosione di supernovae infine sarebbero quelle particelle ad alta energia che raggiungono la Terra sotto forma di raggi cosmici. Il loro studio puó confermarci, parallelamente a quello dei meteoriti è della curva di assorbimento, la composizione della materia che costituisce la Galassia.


In base ai calcoli attuali si prevede che ognuna di queste particelle invisibili, principalmente nuclei atomici ad alta energia, possa restare all'interno della Galassia per un periodo di circa 10 milioni di anni confinata dal campo magnetico galattico. L'abbondanza di una parte degli elementi i cui nuclei sono rilevabili in vicinanza della Terra è analoga a quella del Sistema Solare e perció questi elementi possono derivare dai comuni processi di nucleosintesi. Ma, come per alcuni meteoriti carbonacci, si riscontra una maggiore quantità di isotopi ricchi di neutroni per il neon, il magnesio, e il silicio.


L'eccesso di alcuni nuclei puó essere spiegato supponendo che queste particelle provengono dallo scoppio di supernovae recenti ed abbiamo perció una maggiore abbondanza di elementi pesanti, sintetizzati dalla generazione di stelle precedente. Tuttavia l'abbondanza osservata di neon 22 non puó essere spiegata con queste ipotesi e rappresenta un altro dei problemi aperti nello studio della Galassia. Tra le ipotesi avanzate, potrebbe esserci una reale differenza di composizione chimica delle supernovae più recenti o viceversa una anomalia della composizione chimica del Sistema Solare rispetto al resto della Via Lattea.


Nel ciclo generale dell'evoluzione della Galassia abbiamo visto così che le stelle pur rappresentando almeno il 96% della massa sono solo l'aspetto più appariscente della Via Lattea. Miliardi di masse solari sono addensate nello spazio, oscure perché troppo fredde o troppo calde per essere osservate nel campo delle onde luminose.


L'idrogeno freddo arricchito di elementi più pesanti come silicio e carbonio, interagisce con le minutissime particelle di polvere interstellare sulla cui superficie si condensano molecole organiche e d'acqua. Da queste nubi oscure si formano nuove stelle alla cui periferia le meteoriti e le comete possono intrappolare il materiale originario. Le stelle più massicce infine, esplodendo come supernovae possono spazzare via con il vento dell'esplosione il materiale sintetizzato nel proprio nucleo, riscaldando così il gas interstellare fino a temperature di milioni di gradi e proiettandolo a grandi distanze sopra il piano della Galassia.


Alla fine di questo ciclo di rimescolamento del gas e degli elementi chimici in esso contenuti il materiale raffreddandosi nell'espansione puó ricadere sul piano della Via Lattea per ricominciare il suo ciclo evolutivo. L'analisi dettagliata del materiale oscuro all'interno della nostra Galassia ci proietta così verso lo studio delle Galassie esterne, alla ricerca di un'impronta che riveli anche a milioni di anni luce di distanza la presenza degli stessi processi evolutivi che presiedono alla nascita delle stelle.

 

Umberto Paoli

 

 

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