Ricercatore italiano dice di aver
risolto (dopo 20 anni) uno dei più grandi misteri dell'astrofisica moderna.
Scoperta l'ultima fetta di
Universo composto di materia ordinaria ma sfuggito fino ad oggi
all'osservazione degli scienziati: i barioni erano il pezzo mancante della
materia che forma stelle, pianeti, gas, polveri e anche noi stessi. Con questa
scoperta si completa quel 5% di Universo ora conosciuto, mentre resta
'nascosto' il rimanente 95% di cosmo fatto di materia oscura ed energia oscura
ancora tutto da rivelare. La scoperta è stata realizzata grazie
all'osservazione più lunga mai realizzata di un singolo quasar da parte del
telescopio XMM-Newton dell'Esa. "Le nostre osservazioni, giunte dopo
diciotto anni di incessanti tentativi da parte di diversi gruppi di ricerca nel
mondo, hanno finalmente individuato la materia ordinaria mancante
dell'Universo" afferma Fabrizio Nicastro, ricercatore dell'Inaf e primo
autore dell'articolo. "La materia che abbiamo trovato è esattamente nella
posizione e nella quantità predette dalla teoria, quindi possiamo dire di aver
risolto uno dei più grandi misteri dell'astrofisica moderna: quella dei barioni
mancanti".
La composizione cosmica della materia ordinaria. Crediti: ESA
Risolto uno dei più grandi
misteri dell'astrofisica moderna?
Gli scienziati dell'Inaf
evidenziano che ci sono voluti circa vent'anni di ricerca, ma alla fine sono
stati trovati proprio dove e come la teoria aveva previsto: "Stiamo
parlando dei barioni mancanti, vale a dire la materia ordinaria, una cui
considerevole porzione sembra essere scomparsa sotto i nostri occhi negli
ultimi dieci miliardi di vita dell'Universo". "Sappiamo ormai da
decenni che il 30-40 percento dei barioni che ci aspettiamo di trovare
nell'Universo locale sfuggono alle osservazioni. I barioni sono ciò che
consideriamo materia ordinaria, vale a dire stelle, pianeti, gas, polveri e
anche noi stessi". Teoria e osservazioni indirette di questa materia
durante le prime fasi di vita dell'Universo, chiariscono gli scienziati
dell'Inaf, "sono in grado di fornire sia stime di quantità, facendo emergere
la considerevole porzione di materia mancante, sia una possibile soluzione a
questo rompicapo. Stando ai modelli, infatti, i barioni "sfuggenti"
si troverebbero lungo filamenti di gas che collegano tra loro le galassie.
Questi filamenti sono formati principalmente da idrogeno ionizzato, e quindi
sono molto deboli e difficili da osservare". Ma, grazie all'avvento, circa
20 anni fa, degli osservatori spaziali ai raggi X in grado di effettuare misure
spettroscopiche ad alta risoluzione, gli astronomi hanno potuto iniziare ad
indagare questo mistero. Nonostante i numerosi sforzi, fino ad ora però erano
state realizzate rilevazioni non conclusive, "con bassa
significatività". Per ottenere qualche indizio in più su questa grossa
porzione di materia mancante, i ricercatori hanno puntato il telescopio
XMM-Newton dell'Esa sul quasar chiamato 1ES 1553+113. Grazie alle osservazioni
pianificate dal team tra il 2015 e il 2017, e a una serie di puntamenti
precedenti, disponibili in archivio, il set di dati è arrivato a coprire in
tutto tre settimane di osservazione continua: l'esposizione più lunga in
assoluto su una singola sorgente di quel tipo. L'incredibile mole di
informazioni spettroscopiche raccolta si è trasformata in una
"radiografia" dettagliata del materiale che si trova tra noi e il
quasar. Questo ha permesso ai ricercatori di scoprire una serie di "deboli
righe di assorbimento dovute alla presenza di enormi quantità di barioni
nascosti nel materiale caldo e gassoso che si estende anche per milioni di anni
luce tra una galassia e l'altra".
Da:
…MA COSA SONO I BARIONI?
I barioni sono un gruppo di
particelle subatomiche composte costituite da tre quark. Fanno parte della
famiglia degli adroni, che comprende tutte le particelle formate da quark e
soggette perciò alla forza nucleare forte. Il termine barione deriva dal greco
βαρύς (barys), che significa "pesante", e fu dato alle particelle
caratterizzate da una massa maggiore rispetto alle altre fino ad allora
conosciute. I barioni più noti sono i protoni e i neutroni, che costituiscono
la maggior parte della massa della materia visibile nell'universo (l'altro
componente maggiore degli atomi, l'elettrone, ha massa circa 1800 volte
inferiore). Essendo composti da un numero dispari di fermioni elementari, ed
avendo di conseguenza spin semintero, i barioni sono fermioni.
Perche sono fermioni?
In fisica i fermioni, così
chiamati in onore di Enrico Fermi, sono le particelle che seguono la statistica
di Fermi-Dirac. Costituiscono, insieme ai bosoni, una delle due classi
fondamentali in cui si dividono le particelle. Elementi distintivi principali
dei fermioni sono l'obbedire al principio di esclusione di Pauli e il
possedere sempre massa, mentre i bosoni elementari ne sono in diversi casi
privi. Tutta la materia conosciuta è costituita da fermioni, che sono
responsabili, direttamente o attraverso la loro forza attrattiva, della massa
rilevabile in natura.
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DI MARCO LA ROSA
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