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Un alone galattico di «nane brune» LA MATERIA OSCURA Un alone galattico di «nane brune» Gli indizi sugli astri che non si possono vedere CHE ci sia, lo sanno tutti. Che cosa sia, ancora non è chiaro. Della materia che compone l'universo al massimo un decimo è osservabile grazie alla radiazione elettromagnetica che emette. Tutte il resto è «materia oscura», invisibile per i nostri strumenti. Capire la sua natura è una delle sfide più affascinanti dell'astrofisica. Ma un passo avanti è stato compiuto recentemente grazie alle conferme sperimentali di un modello proposto da ricercatori italiani e svizzeri. Se non è visibile, come si può essere sicuri che la materia oscura esiste? Grazie ai suoi effetti gravitazionali. Per esempio, le stelle ruotano intorno al nucleo galattico a una velocità maggiore di quella che dovrebbero avere se la massa della galassia fosse solo quella osservabile. L'unica spiegazione possibile è la presenza di materia invisibile, che fa sì che gli astri siano attratti verso il centro con una forza maggiore del previsto. Un altro indizio è dato dalle lenti gravitazionali. Quando un ammasso galattico si frappone tra noi e un oggetto molto lontano, come una galassia o un quasar, la traiettoria della luce di quest'ultimo viene incurvata e noi vediamo un'immagine fortemente deformata. Dalla sua forma si può risalire alla quan- tità di materia presente nell'ammasso interposto. Ebbene, anche in questo caso si trova un valore superiore a quello della massa visibile. Bisogna però ancora capire da cos'è formata la materia oscura. Un'indicazione molto promettente è arrivata nel 1993 con la scoperta delle microlenti gravitazionali. Osservando la Grande Nube di Magellano, una galassia satellite della nostra, si è trovato che alcune stelle aumentano e diminuiscono la propria luminosità nel giro di un mese. Escludendo una variazione intrinseca, si può solo immaginare che, lungo la linea visuale, si interpongano oggetti scuri e massicci che deviano la luce e generano piccole lenti gravitazionali. Questi astri sono stati chiamati MACHOs (Massive Astrophysical Compact Halo Objects). Nel 1995 Marco RoncadeUi e Francesco De Paolis, dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Gabriele Ingrosso, dell'Università di Lecce, e Philippe Jetzer, del Paul Scherrer Institut di Zurigo, hanno proposto come candidati al ruolo di MACHOs le nane brune, astri con una massa troppo piccola per innescare le reazioni termonucleari che rendono luminose le stelle ordinarie. Secondo il loro modello l'alone galattico sarebbe popolato da ammassi di nane brune. Vederli direttamente è impossibile, ma si può avere una prova indiretta della loro esistenza. Infatti le stelle appena nate sono avvolte in una nube di idrogeno molecolare, che successivamente viene dispersa nello spazio dal «vento solare» provocato dalle reazioni termonucleari. Nelle nane brune la fusione nucleare non avviene, ed esse si trascinano dietro il «bozzolo» di idrogeno. Queste nubi contribuiscono dal canto loro alla materia oscura, e inoltre vengono bombardate dai raggi cosmici, emettendo radiazione gamma. Quindi se nell'alone ci sono molte nane brune con le nubi al seguito, si dovrebbe osservare un fondo diffuso di raggi gamma. Recentemente un gruppo di ricercatori guidati da David Dixon dell'Università della California ha analizzato i dati raccolti dal satellite Com- pton Gamma Ray Observatory. E ha scoperto proprio quel fondo di radiazione previsto dal modello delle nane brune, con un'intensità tale da essere in ottimo accordo con le previsioni. Ma se una predizione riuscita da sola non bastasse, anche un altro fenomeno può essere spiegato dalle nane brune dell'alone. Molte sorgenti radio esterne alla Via Lattea «scintillano», un po' come fanno le stelle viste attraverso l'atmosfera terrestre. Sembra che la radiazione attraversi delle nubi di gas prima di raggiungere i nostri radiotelescopi. In un articolo comparso nei mesi scorsi su Astrophysical Journal, due astrofisici australiani, M. Walker e M. Wardle, hanno constatato che la presenza di nubi di idrogeno freddo nell'alone galattico è la spiegazione migliore fra tutte quelle proposte finora. Sono proprio le stesse nubi che dovrebbero accompagnare le nane brune. Di sicuro non è un caso che vari indizi completamente scorrelati fra loro, dai MACHOs al fondo gamma diffuso e alla «scintillazione» delle sorgenti extragalattiche, possano essere interpretati in marnerà naturale con questo modello di materia oscura. Marco Cagnotti 4 Solo un decimo della materia dell'universo è osservabile grazie alle sue radiazioni