Gli astronomi hanno finalmente individuato un elemento mancante da tempo nella dinamica di collisione che coinvolge l’ammasso di Perseo, situato a circa 240 milioni di anni luce dalla Terra. Questo elemento è un nuovo subcluster, localizzato a circa 1,4 milioni di anni luce a ovest di NGC 1275, la galassia centrale dell’ammasso di Perseo. Entrambe le strutture sembrano essere connesse da un tenue ponte di materiale. La ricerca del team (rif.) è stata pubblicata il 16 aprile sulla rivista Nature Astronomy, offrendo un nuovo tassello fondamentale per comprendere la crescita e l’evoluzione degli ammassi di galassie.
Il ruolo della materia oscura
La spina dorsale strutturale di questo ponte è composta da materia oscura, la componente più enigmatica dell’universo. La materia oscura non interagisce con la luce, rendendola invisibile, ma esercita un’influenza gravitazionale che contribuisce a modellare le strutture cosmiche. “Questo è il pezzo mancante che stavamo cercando”, ha dichiarato il ricercatore James Jee in un comunicato. “Tutte le strane forme e i vortici di gas osservati nell’ammasso di Perseo ora trovano una spiegazione nel contesto di una grande fusione”.
Gli ammassi di galassie rappresentano alcune delle strutture più grandi dell’universo conosciuto, costituite da migliaia di galassie legate insieme dalla gravità. Da tempo gli scienziati sospettano che questi ammassi crescano attraverso fusioni ad alta energia, eventi tra i più potenti verificatisi dopo il Big Bang. Con una massa pari a circa 600 trilioni di masse solari, l’ammasso di Perseo è da tempo considerato un modello esemplare per lo studio di queste gigantesche strutture. Tuttavia, mancavano evidenze dirette delle tipiche “firme” che testimoniano la crescita attraverso fusioni cosmiche.
Questo scenario è cambiato recentemente. Per risolvere il mistero, James Jee e il suo team hanno utilizzato il Subaru Telescope e la sua avanzata Hyper Suprime-Cam per osservare in profondità l’ammasso di Perseo come mai prima d’ora. La loro analisi si è basata su un fenomeno noto come lente gravitazionale, predetto per la prima volta da Albert Einstein nel 1915 nella sua teoria della relatività generale.
L’importanza della relatività generale
La relatività generale afferma che gli oggetti dotati di massa deformano il tessuto dello spaziotempo (la fusione di spazio e tempo in un’unica entità a quattro dimensioni). Quando la luce proveniente da un oggetto lontano attraversa una regione di spaziotempo deformata da un corpo massiccio come un ammasso galattico, la sua traiettoria si curva, causando un effetto di amplificazione noto come “lensing”.
Questa distorsione può rivelare dettagli sulla struttura dell’oggetto che agisce da lente. Poiché la materia oscura possiede massa e curva lo spazio, il fenomeno della lente gravitazionale può anche svelare la distribuzione della materia oscura stessa. In questo caso, le osservazioni hanno rivelato la presenza di un’enorme massa oscura nell’ammasso di Perseo, con una massa stimata attorno a 200 trilioni di masse solari. Questa massa risulta collegata al nucleo dell’ammasso tramite un ponte di materia oscura meno denso ma significativo.
Attraverso simulazioni dettagliate, il team ha scoperto che questo subcluster si è scontrato con l’ammasso di Perseo circa 5 miliardi di anni fa. I resti di questo antico evento continuano ancora oggi a modellare la struttura dell’ammasso. “Questa scoperta è stata possibile combinando dati di imaging profondo del Subaru Telescope con tecniche avanzate di lente gravitazionale che abbiamo sviluppato. Tutto ciò dimostra il potere del lensing nel rivelare la dinamica nascosta delle strutture più massicce dell’universo”, ha concluso Jee.
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