Ancora non è stato pubblicato, lo hanno appena messo in rete, ma già sta catalizzando l’attenzione di astronomi e fisici di mezzo mondo, e del pubblico in generale – tanto che persino la Bbc gli ha dedicato, giusto ieri, un lungo articolo. È uno studio che, se i risultati saranno confermati, potrebbe – nientemeno – indicare la strada per risolvere il mistero della materia oscura. A condurlo, analizzando 10 milioni di secondi di dati raccolti dal telescopio spaziale Chandra della NASA, è stato un team internazionale guidato dall’italiano Nico Cappelluti, ricercatore postdoc originario di Bellaria-Igea Marina, in provincia di Rimini, ma da un anno e mezzo di stanza a Yale, a due ore di treno da New York, dove ha vinto una fra le borse di studio più ambite al mondo per chi si occupa di cosmo e dintorni: la YCAA Postdoctoral Prize Fellowship in Astronomy. Ed è proprio a New Haven, nel Connecticut, che Media INAF lo ha raggiunto per capire il perché di tanta eccitazione.
Nico Cappelluti, come mai tutta questa frenesia attorno al suo articolo?
«È online da una settimana e già mi saranno arrivate una cinquantina d’email da fisici delle particelle: c’è chi chiede chiarimenti sulle misure e chi sulla loro interpretazione, c’è chi vorrebbe essere citato. C’è molto interesse, insomma, perché sulle possibili candidate a essere particelle di materia oscura c’è un’intera branca della fisica che è in piena agitazione».
Le ipotetiche particelle responsabili della materia oscura si dividono in due grandi classi: quelle massive, come le Wimp, e quelle invece più leggere. L’indizio che avete rilevato, una riga d’emissione a 3.5 keV, in che direzione va?
«Anzitutto occorre dire che la riga che vediamo è significativa a tre sigma: dunque è ancora troppo presto per escludere che sia una fluttuazione statistica. Il fatto, però, che questa riga sia stata osservata da altri quattro strumenti, proprio a 3.5 keV, ci spinge a pensare che sia qualcosa di vero. La cosa che ci colpisce molto è che, tracciando un grafico della distribuzione del flusso della riga a 3.5 keV in tutte le osservazioni fatte nella Via Lattea, il nostro punto si mette esattamente sul profilo di Navarro-Frenk-White. Questo significa che sia l’intensità che l’energia sono consistenti con il modello di warm dark matter sterile neutrino. E suggerisce come possibili candidati dei neutrini dotati di massa, dunque non relativistici, che decadono in un fotone e in un neutrino normale».
Particelle “pesanti” per essere dei neutrini, ma “leggere” rispetto, per esempio, alle Wimp?
«Esatto».
Diceva di osservazioni della stessa riga effettuate con altri quattro strumenti: quali sono?
«Xmm, Suzaku, Nustar e precedenti misure fatte sempre con Chandra».
E il vostro risultato cos’ha di nuovo, rispetto a queste misure?
«Una delle grandi controversie, su questa riga, era se non potesse essere in realtà generata da qualche transizione dovuta a gas caldo, presente negli ammassi, o nei centri delle galassie. Ma la regione che noi osserviamo è sostanzialmente l’alone della nostra galassia, dove il gas caldo è assente, e dove dunque non ci si aspetta questo tipo di transizione. Non solo: siamo anche in grado di escludere che a produrre la riga sia un meccanismo noto come charge-exchange, in italiano “scambio di carica”».
Hitomi, lo sfortunato satellite giapponese per le alte energie, nell’arco della sua brevissima vita lavorativa s’era messo anch’esso sulle tracce della riga a 3.5 keV, senza però trovarla. Come si spiega?
«I nostri risultati sono pienamente consistenti con quelli di Hitomi: questi ultimi escludono, infatti, solamente che la riga a 3.5 keV possa essere così brillante nell’ammasso di Perseo».
E ora che succede? Quali saranno i vostri prossimi passi?
«Attendiamo che il secondo Hitomi venga lanciato, se tutto va bene dovrebbe avvenire nel 2021, anche se non è previsto che abbia l’efficacia per vedere bene questa riga. La risposta definitiva l’avremo solamente con il futuro telescopio spaziale Athena. Ma già con altri dati di Chandra dovremmo riuscire a capire se la riga è o meno una fluttuazione statistica, o se comunque è troppo debole per indicare una possibile risposta al problema della dark matter».
Detto altrimenti, rischiate di essere voi stessi a invalidare la vostra ipotesi?
«Già, e ci proveremo in tutti i modi, perché il nostro è un approccio molto laico».
Per saperne di più:
- Leggi il preprint dell’articolo “Searching for the 3.5 keV Line in the Deep Fields with Chandra: the 10 Ms observations“, Nico Cappelluti, Esra Bulbul, Adam Foster, Priyamvada Natarajan, Megan C. Urry, Mark W. Bautz, Francesca Civano, Eric Miller e Randall K. Smith
Articolo originale QUI.
Mi piace molto la conclusione:
«Già, e ci proveremo in tutti i modi, perché il nostro è un approccio molto laico».
Diciamo che è una filosofia abbastanza comune in ambito scientifico. Spesso e volentieri si tenta il possibile per invalidare una stessa ipotesi, in modo tale da poterla solo rafforzare nel caso in cui essa si riveli veritiera.
Così è. Diversamente non è scienza.
@Red Hanuman Secondo te (se ti sei già fatto un'idea) potrebbe spiegare tutta la Materia Oscura o. semplicemente, (perché a me sembra materia normale non visibile) modificherebbe la percentuale tra materia normale e D.M.?
Di primo acchito, direi che un neutrino sterile è un ottimo candidato per spiegare l'intera materia oscura.
Il punto è capire perché negli esperimenti a terra non sia mai stato visto...
Potrebbe essere interessante leggere quest'articolo che parla di Neutrini Sterili: http://www.media.inaf.it/2016/08/08/...ge-ad-icecube/
Il Santo Graal della fisica, ancora più del Bosone di Higgs
Ci stanno provando in tutti i modi, ma la verità è che ancora non ci siamo.
Una rilevazione a 3 sigma non è un risultato che può dare conferma. Per quanto bassa sia la probabilità di avere un 3 sigma, non è bassissima. Quando si pubblicano risultati chiari e nuovi, la rilevazione deve superare i 5 sigma di confidenza, il che non lascia spazio ad alcun dubbio.
Sono tutti lavori molto interessanti, non nel mio campo di ricerca specifico si intende, ma che apprezzo e ammiro. Tuttavia, sembra sempre di assistere a tentativi di vario genere, per avvalorare una ipotesi oggi ed un'altra domani (se quella di oggi fallisce), che non mi permettono di intravedere una strada molto chiara.
Secondo me ci vorrà un balzo in avanti netto con nuova strumentazione per poter trarre delle prime vere conclusioni e questo come anticipato, dovrebbe poter accadere nei prossimi anni.
Qui, invece, c'è un esperimento sulla teoria di Verlinde che vuole dimostrare che non c'è nessun bisogno di Dark Matter: https://phys.org/news/2016-12-verlin...vity.html#nRlv