Per decenni gli astronomi hanno cercato di capire dove si trovi una parte della materia ordinaria prevista dai modelli cosmologici ma difficilmente osservabile direttamente. Ora, grazie ai “Lampi radio veloci” (Fast Radio Bursts, Frb), un team internazionale è riuscito a ottenere una nuova e importante mappa della distribuzione di questo gas diffuso attorno alle galassie.
Lo studio ha analizzato 2873 Frb, impulsi radio estremamente brevi e intensi, provenienti da sorgenti extragalattiche. Durante il viaggio verso la Terra, il segnale attraversa il plasma ionizzato presente nello spazio intergalattico, dove gli elettroni liberi presenti producono una dispersione del segnale, che dipende dalla quantità di plasma attraversata. Ogni Frb può essere utilizzato come una sonda naturale della materia invisibile che incontra lungo il proprio cammino.
I ricercatori hanno confrontato la misura della dispersione dei Frb con la distribuzione delle galassie. Se una determinata regione dello spazio contiene più galassie, ci si aspetta infatti che contenga anche una maggiore quantità di gas diffuso. Il risultato ha mostrato che una quantità significativa di questa materia non si trova concentrata all’interno delle galassie, ma si estende nello spazio circumgalattico. Il gas può infatti essere espulso dalle galassie attraverso processi energetici come l’attività dei buchi neri supermassicci e le esplosioni di supernovae.
Non confondiamoci con la “materia oscura”
Questo lavoro rappresenta un importante passo avanti nella soluzione del problema dei barioni mancanti. Non si tratta della materia oscura, ma della materia ordinaria, costituita prevalentemente da protoni ed elettroni, che dovrebbe essere presente nello spazio exragalattico ma che risulta difficile da individuare direttamente.
Gli frb offrono una nuova tecnica per studiare questa componente diffusa dell’Universo. La loro dispersione permette infatti di utilizzare questi eventi transienti estremamente lontani come delle “torce” che illuminano la struttura del mezzo attraversato.
La grande quantità di Frb che sarà disponibile nei prossimi anni potrebbe rendere questa tecnica ancora più potente. Con campioni più numerosi e localizzazioni più precise, sarà possibile ricostruire con maggiore dettaglio la distribuzione dei barioni, studiare l’evoluzione del gas cosmico e comprendere meglio i processi attraverso i quali le galassie modificano l’ambiente che le circonda.
Il risultato ottenuto mostra dunque come fenomeni transitori e misteriosi come i lampi radio veloci possano diventare strumenti preziosi per affrontare alcune domande fondamentali della cosmologia: non soltanto dove siano le galassie, ma anche dove si trovi la materia che le circonda e che contribuisce a definire la struttura dell’Universo su larga scala.
In figura, la rappresentazione artistica di un Frb in arrivo sulla Terra. I colori rappresentano l’arrivo del lampo a diverse lunghezze d’onda radio, con le lunghezze d’onda più lunghe (rosse) che arrivano diversi secondi dopo quelle corte (blu), per via della dispersione subita dalle onde radio del Frb quando viaggiano attraverso il materiale intergalattico.
