Sebbene circa l’85% della massa dell’universo sia composto da materia oscura, essa rimane effettivamente invisibile perché non interagisce con la luce. Questo ci dice che questa materia non può essere costituita da particelle come elettroni e protoni, le stesse che compongono gli atomi che si uniscono per formare stelle, pianeti, lune e i nostri corpi.
Questo ha spinto gli astronomi alla ricerca della sua vera natura e delle particelle di cui potrebbe essere composta, conducendoli verso uno dei principali candidati: gli “assioni”. Queste particelle hanno una piccola massa e furono teorizzate per la prima volta nel 1977.
Secondo gli astronomi, gli assioni potrebbero essere trovati osservando le regioni in cui le particelle potrebbero essersi raggruppate e dove, potenzialmente, tali ammassi potrebbero aver creato stelle assioniche. Infatti, essi hanno la capacità di riscaldare l’Universo proprio come le supernove e le stelle ordinarie dopo essersi riuniti in densi ammassi.
Il fatto che gli assioni non interagiscano con le particelle ordinarie dal punto di vista elettromagnetico non li rende del tutto non-interagenti. Infatti, essi interagiscono con la forza di gravità.
La materia oscura è stata scoperta quando gli scienziati si sono resi conto che alcune galassie ruotano così velocemente che la gravità associata alla parte strettamente osservabile non sarebbe sufficiente a tenerle insieme. Doveva esserci qualcos’altro. Inoltre, la materia oscura impedisce alle galassie di separarsi e gli scienziati ora credono che la maggior parte, se non tutte, le grandi galassie siano avvolte da aloni di materia oscura che si estendono ben oltre i loro dischi visibili e da aloni di stelle, gas e polvere.
Se dunque la materia oscura è composta da assioni, devono essercene veramente tanti per spiegare gli effetti gravitazionali osservati. E se questo fosse vero, implicherebbe anche che ci siano aree in cui gli assioni sono molto concentrati, dove gli assioni inizierebbero probabilmente ad agire all’unisono come descritto dalle leggi della fisica quantistica, arrivando persino a formare stelle assioniche.
Tuttavia queste stelle assioniche non sarebbero così longeve come gli aloni di materia oscura che circondano le galassie. Le stelle assioniche, qualora esistessero, diventerebbero instabili una volta raggiunta una certa massa. Ciò comporterebbe l’esplosione delle stelle e il rilascio di esplosioni di radiazioni.
Il team ritiene che questa radiazione potrebbe aver riscaldato il gas che un tempo esisteva tra le galassie durante il periodo tra la creazione dei primi atomi nell’Universo e la formazione delle prime stelle, circa 50-500 milioni di anni dopo il Big Bang.
Il legame degli elettroni ai protoni per creare i primi atomi durante l’era cosmologica chiamata era della ricombinazione significava anche che gli elettroni liberi non diffondevano più fotoni all’infinito. Pertanto, l’Universo è diventato improvvisamente trasparente alla luce, e questa “prima luce” può oggi essere vista sotto forma del “fondo cosmico a microonde” (CMB), che riempie uniformemente l’Universo.
Il team dietro questa ricerca ritiene che le esplosioni di stelle assioniche nell’universo primordiale potrebbero aver lasciato impronte nella radiazione cosmica di fondo. Pertanto, cercando questa impronta nella banda radio, si potrebbero avere le conferme della natura assionica della materia oscura.
Inoltre, conoscere il tipo di strutture che la materia oscura assionica può formare e il suo impatto sul gas intergalattico circostante può aprire nuove strade per la sua rilevazione e aiuterebbe probabilmente a risolvere uno dei più grandi problemi che sfidano la scienza da oltre un secolo.
