La materia oscura fa un piccolo passo indietro

E’ stato risolto il mistero legato alla distribuzione anomala di raggi gamma nella nostra galassia, che si ipotizzava essere dovuta alla presenza massiccia di materia oscura. Un piccolo ridimensionamento di quest’ultima

Nella Via Lattea si era notata un’anomale distribuzione di raggi gamma che non sembrava avere spiegazione, se non introducendo la “solita” e misteriosa materia oscura. Oggi, invece, un paio di ricerche parallele hanno mostrato come si possano spiegare le osservazioni attraverso la propagazione di positroni, originatisi nel decadimento radioattivo degli elementi pesanti creatisi nelle esplosioni di stelle molto massicce. Insomma, non ci sarebbe bisogno di introdurre la materia oscura.

Negli ultimi 5 anni, il satellite europeo INTEGRAL aveva evidenziato una strana ed inaspettata distribuzione di raggi gamma nella nostra galassia che aveva lasciato perplessi gli studiosi. Per spiegare l’anomalia alcuni avevano introdotto varie forme di material oscura. La stessa che era stata ipotizzata per dare ragione degli strani effetti gravitazionali osservati negli ammassi galattici e non solo.

Tuttavia, si sa per certo che la nostra galassia, come le altre, è piena di particelle subatomiche conosciute come positroni, la controparte degli elettroni nell’antimateria. In altre parole, elettroni positivi. Quando un elettrone si scontra con un positrone le due particelle si annichiliscono e producono energia sotto forma di raggi gamma. I positroni si originano nelle esplosioni stellari a velocità prossime a quella della luce e viaggiano per migliaia di anni luce prima di venire frenati nelle spesse e dense nubi di gas, dove cominciano ad avere la possibilità di incontrarsi con I loro fratelli “normali”, iniziando una vera e propria danza di morte, che produce raggi gamma. Alcuni si dirigono verso il centro della galassia, altri verso la periferia e l’alone, altri ancora vengono catturati nelle braccia della spirale. La maggior parte dovrebbe però essere concentrata nelle parti centrali, proprio come mostrano le osservazioni. I positroni derivano essenzialmente dal decadimento radioattivo di elementi pesanti quali il nichel, il titanio e l’alluminio prodotti nelle supernove. La tardiva spiegazione, in fondo assai semplice, deriva dal fatto che non si pensava che i positroni potessero viaggiare molto distante dalle stelle esplose. Ed invece si è trovato che sono “corridori” eccezionali ed instancabili. Prima di annichilirsi con gli elettroni si vogliono godere il panorama di una bella fetta di galassia. Chiamiamoli stupidi!! La materia oscura fa un passetto indietro … ma resta ancora fondamentale per spiegare altri fenomeni.

Al centro della galassia si vede molto bene la zona ricchissima di raggi gamma (osservazioni INTEGRAL)

Al centro della galassia si vede molto bene la zona ricchissima di raggi gamma (osservazioni INTEGRAL)

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15 Commenti

  1. Alla luce di questo bell’articolo il ricorso alla materia oscura sembra tanto “pigrizia mentale” 😈 Speriamo non sia sempre così.
    Saluti

  2. Una domanda un pò tecnica:

    Ma i raggi gamma che ne risultano hanno una massa ? Nulla si distrugge, quindi presumo che sia data dalla somma di quella del positrone e dell’elettrone…o mi sbaglio?
    Ciao a tutti, e complimenti per la passione che ci mettete. 🙂

  3. Enzo! Il tuo racconto è così affascinante che mi fai venire voglia di essere un positrone che si gode la libertà e la velocità! 😆
    E’ vero, a volte si ricorre a concetti un po’ esotici per spiegare fenomeni che alla fine si riescono a spiegare anche in altro modo. La materia oscura in effetti è molto ggettonata! Ma come dici tu, per altri fenomeni rimane per ora indispensabile.
    Grazie per averci regalato questo breve viaggio con i positroni! 🙂

  4. @ uighur: provo a risponderti io. Spero di non dire caxxate.
    I raggi gamma sono fotoni energetici esattamente uguali a quelli che colpiscono i tuoi occhi sotto forma di luce, ma molto molto più potenti.
    I fotoni non hanno massa, ma rappresentano energia.
    La piccola massa di elettroni e positroni si annicchila (cioè si annulla) e si trasforma in energia seguendo la nota equazione di Einstein E=mc2
    Velocità, polarizzazione completano il quadro, mentre la lunghezza d’onda (in questo caso bassissima) misura l’energia del fotone e l’area di appartenza dello spettro (es. radio,infrarosso,visibile,ultravioletto,x,gamma)
    Aspetto la bacchettata di qualche esperto 😕

  5. @Enzo
    quali altri fenomeni,in sintesi e se la risposta non è troppo lunga, ancora necessitano dunque della presenza della misteriosa materia oscura e… l’energia oscura? Come si inquadra in tutto ciò?
    Ora riceverò anche io una mazzata in testa perchè non potrai certo pubblicare un intero libro e più.
    Scusami della complessa domanda.

  6. @Stefano
    La tua risposta è perfetta! Secondo me…..
    Bacchettate in arrivo per entrambi? 🙂

  7. @ Mario Fiori
    La materia oscura è ancora necessaria per spiegare certe osservazioni relative ai moti delle galassie e degli ammassi. Nella sezione cosmologia trovi un articolo molto esaustivo di Gabriella Bernardi che ci racconta proprio le ragioni che fanno supporre la sua esistenza
    http://www.astronomia.com/2008/01/15/materia-oscura-si-materia-oscura-no/

    L’energia oscura invece è stata introdotta per spiegare come mai l’espansione dell’universo, invece di rallentare come previsto, stia in realtà accelerando. Credo che questa scoperta, del 1998, abbia screditato un pochino la materia oscura… 🙂

    Ulteriori bacchettate in arrivo! 😯

  8. Grazie Francesca per la chiara spiegazione e vediamo un po’ che fine farà questa materia oscura e …largo all’energia.

  9. leggo solo ora…per me l’estate è sempre “tragicamente” lavorativa….
    articolo molto interessante e argomento affascinante…
    Una sola precisazione:
    l’annichilazione elettrone-positrone come tutte le annichilazioni è un argomento molto complesso.
    Quello che ha detto stefano a grandi linee è giusto ma vorrei completare un minimo il quadro.
    Infatti il bilancio energetico non deve tenere conto solo della massa che diventa energia ma anche dell’energia delle due particelle che difficilmente è pari a 0.
    Prodotti dell’annichilazione possono essere mesoni, neutrini e anche nuove coppie di elettroni e positroni.
    L’importante è che vengano rispettate le leggi di conservazione (momento angolare, energia, moto, carica elettrica, numero barionico, numero leptonico)…anche se alcune di queste già oggi prevedono violazioni e potrebbero essere riviste nel prossimo futuro quando (spero) si riuscirà a scoprire meglio di cosa è fatta realmente la materia…

    Comunque l’annichilazione a mio avviso sarebbe un interessante argomento per un articolo…dato che il ruolo dell’antimateria e delle sue interazioni con la materia sta diventando centrale nello studio dei fenomeni cosmici.

  10. @Andrea
    Comunque l’annichilazione a mio avviso sarebbe un interessante argomento per un articolo

    Ciao Andrea,
    so che in questo periodo sei molto preso col lavoro, ma quando vuoi, un tuo articolo è sempre ben accetto! 😉 Tra l’altro ogni tanto mi imbatto nella prima parte sulle leggi dell’ottica che mi mandasti, molto molto ben scritta…

  11. @ Andrea
    Ciao! Hai ragione, sarebbe un argomento interessantissimo per un articolo. Ti prego scrivilo!!!
    😎

  12. …già…devo finire quel lavoretto sull’ottica…
    ho perso gran parte delle immagini che avevo fatto…soprattutto quelle delle lenti che erano più difficili…
    A settembre prometto che trovo il tempo di finire.