Secondo una nuova ricerca teorica, la Terra potrebbe nuotare in un oceano di materia oscura. Le onde di quell’oceano invisibile lambendo l’atmosfera superiore potrebbero generare onde radio rilevabili che ci consentirebbero di trovare finalmente questa sfuggente componente dell’universo.
L’interazione con il plasma
Una grande quantità di prove astrofisiche e cosmologiche indicano l’esistenza della materia oscura. Dalle inspiegabili curve di rotazione di alcune galassie alla crescita delle strutture più grandi dell’universo. I tentativi di spiegare questa ampia varietà di osservazioni con formulazioni alternative della gravità sono falliti. Quindi la stragrande maggioranza degli astronomi pensa che la materia oscura sia una forma sconosciuta di materia che interagisce solo raramente con la luce o con la materia normale.
Ma questa è un’idea molto ampia che comprende molte possibilità. La materia oscura potrebbe essere composta da particelle massicce, ma le ricerche di questo tipo di particelle si sono rivelate in gran parte vuote. Un intrigante possibilità è che la materia oscura sia eccezionalmente leggera, sia sotto forma di particelle teoriche note come assioni sia come una forma esotica di fotone che trasporta un po’ di massa.
Con quella leggerezza incredibile, milioni di volte più leggera delle particelle più leggere conosciute, la materia oscura potrebbe comportarsi in modi molto strani. In particolare, invece di apparire come singoli proiettili puntiformi, la materia oscura si comporterebbe più come grandi onde che sguazzano nel cosmo. In uno studio recente pubblicato in preprint (rif.), i fisici hanno esplorato modelli di materia oscura ultraleggera che non era completamente oscura, consentendole di interagire molto raramente con la materia normale. Nella maggior parte dei casi, queste interazioni venivano appena registrate, non producendo nulla di rilevabile. Ma in rari casi, la materia oscura e la materia normale interagivano abbastanza da produrre una quantità considerevole di onde radio.
La ionosfera terrestre potrebbe rilevare la materia oscura
Ciò si verificherebbe quando la materia oscura incontra un plasma e quando la frequenza delle onde della materia oscura si allinea con la frequenza delle onde del plasma. Quando ciò accadesse, si verificherebbe una risonanza, amplificando l’interazione e producendo radiazioni sotto forma di onde radio, hanno suggerito i modelli del team. L’universo non è estraneo al plasma. Tutte le stelle vomitano plasma nello spazio sotto forma di vento stellare, quindi i fisici teorici avevano già esplorato la produzione di onde radio dovuta all’interazione della materia oscura con ambienti come la corona solare o il mezzo interstellare. Ma in questa nuova ricerca, gli scienziati hanno scoperto un punto di interazione molto più vicino a casa, la ionosfera del nostro pianeta.
La ionosfera terrestre è lo strato sottile e caldo dell’atmosfera superiore, ed è composta da una raccolta libera di particelle ionizzate che formano un plasma. È attraversata naturalmente da onde, e i ricercatori hanno scoperto che queste possono interagire con onde di ipotetica materia oscura che potrebbero inondare la Terra. Le onde radio risultanti da questa interazione sarebbero appena rilevabili. Ma i ricercatori hanno scoperto che utilizzando un’antenna radio attentamente sintonizzata per cercare una frequenza specifica nel corso di un anno, potrebbero essere in grado di rilevarle.
Questa idea è particolarmente promettente perché la ionosfera terrestre offre diversi vantaggi. Innanzitutto, la ionosfera riflette naturalmente molte onde radio provenienti dallo spazio più profondo, rendendola relativamente priva di segnali contaminanti. In secondo luogo, la ionosfera è proprio sopra di noi, facilmente accessibile e già oggetto di monitoraggio e studio costanti. È un’ipotesi azzardata ed altamente teorica. Ci vorranno anni, se non decenni, per perfezionare la tecnica di osservazione per cercare queste onde radio. Ma se funzionasse, sarebbe una miniera d’oro, che ci permetterebbe di studiare uno degli elementi più misteriosi dell’universo proprio sulla nostra soglia cosmica.
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