Mappe più dettagliate della rete cosmica
Il nostro universo è paragonabile a una vasta ragnatela tridimensionale, costituita da una complessa rete di ammassi di galassie collegati da formazioni filiformi di gas e materia oscura noti come filamenti. Gli scienziati riescono a tracciare questa «rete cosmica» grazie alle indagini ottiche effettuate sulle galassie, che rivelano la presenza di filamenti, e ai dati dei raggi X, che mettono in luce il gas caldo emanato dagli ammassi. Sebbene la nostra comprensione in merito alla rete cosmica sia notevolmente migliorata negli ultimi decenni, c’è ancora molto da scoprire. Nell’ambito del progetto MEMORY, sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie(si apre in una nuova finestra), i ricercatori hanno studiato il modo in cui la materia si muove ed evolve attraverso la rete cosmica, attingendo ai dati dei raggi X raccolti dal telescopio eROSITA(si apre in una nuova finestra). «Ci siamo concentrati sugli ammassi galattici, che crescono attirando materia lungo i filamenti», spiega Nicola Malavasi, ex borsista MSCA e ricercatore principale del progetto MEMORY, ora ricercatore post-dottorato presso l’Istituto Max Planck per la fisica extraterrestre(si apre in una nuova finestra). «Per questo motivo, abbiamo ipotizzato che il numero di filamenti collegati a un ammasso potesse essere strettamente correlato alla sua massa», aggiunge. Il team ha deciso di verificare quanto sia forte questa correlazione e se valga anche per due tipi di strutture agli estremi opposti, ovvero i gruppi di galassie di massa ridotta e le strutture più grandi dell’universo, chiamate «superammassi», ovvero giganteschi aggregati di ammassi galattici.
I dati dei raggi X per studiare i superammassi
Il lavoro ha avuto inizio con il difficile compito di individuare la rete cosmica stessa utilizzando la distribuzione delle galassie come indicatori della sua struttura sottostante, il che ha permesso ai ricercatori di mappare i filamenti su un ampio volume dell’universo per poi impiegarli al fine di contare quanti di questi sono collegati agli ammassi galattici rilevati da eROSITA. «L’analisi è stata particolarmente impegnativa, in quanto il catalogo degli ammassi di eROSITA copre circa metà del cielo», spiega Esra Bulbul, docente associata presso l’Istituto Max Planck per la fisica extraterrestre. L’équipe ha quindi stabilito una relazione tra la massa di un ammasso e il numero di filamenti ad esso collegati. Per quanto riguarda i superammassi, i ricercatori si sono concentrati su una regione più ristretta del cielo in cui l’indagine Sloan Digital Sky Survey(si apre in una nuova finestra) si sovrappone alle osservazioni di eROSITA, confermando le loro nuove mappe sui filamenti con un catalogo esistente di superammassi e ricorrendo ai dati dello stesso telescopio per studiare la distribuzione del gas tra gli ammassi di galassie appartenenti allo stesso superammasso.
Alla scoperta di un legame tra la massa degli ammassi e i filamenti
Fondamentale è stata la scoperta dell’esistenza di un chiaro legame tra la massa degli ammassi galattici e il numero di filamenti ad essi collegati, un lavoro attualmente in fase di preparazione ai fini della pubblicazione. «La nostra analisi ha rivelato che il limite principale non è più il numero di ammassi galattici disponibili, come negli studi precedenti, bensì la qualità delle misurazioni relative alla distanza delle galassie utilizzate per ricostruire la rete cosmica», osserva Malavasi. Idealmente, questa analisi si baserebbe su osservazioni spettroscopiche di elevata precisione; tuttavia, dato che non esistono studi che raggiungono l’ampiezza del dataset di eROSITA, la squadra ha fatto ricorso a spostamenti verso il rosso fotometrici meno precisi (ovvero misurazioni che indicano la distanza delle galassie). «Pertanto, i nostri risultati mettono in evidenza la necessità di svolgere nuove indagini su larga scala con misurazioni più accurate dello spostamento verso il rosso delle galassie, così da rendere possibili i progressi di questo campo oltre lo stato dell’arte attuale», osserva Bulbul.
Approfondire la nostra comprensione della rete cosmica
In futuro, il team si augura di avvalersi di nuove indagini spettroscopiche per migliorare la ricostruzione della rete cosmica e dei filamenti. «Parallelamente, intendiamo estendere questo lavoro a spostamenti verso il rosso più elevati, in modo da poter studiare le modalità attraverso cui la rete cosmica e la sua connettività si evolvono risalendo ancora più indietro nel tempo cosmico», conclude Malavasi.
