Il grande mistero dell'universo è vicino alla soluzione: scienziati giapponesi individuano una possibile materia oscura

All'inizio degli anni '30, l'astronomo svizzero Fritz Zwicky osservò qualcosa di sconcertante: le galassie si muovevano così velocemente che, in base alla loro massa visibile, avrebbero dovuto disintegrarsi. Per spiegare questa stabilità, ipotizzò l'esistenza di una sorta di "impalcatura" invisibile che le teneva insieme. Fu la nascita del concetto di materia oscura.

Quasi un secolo dopo, un nuovo studio suggerisce che questa sfuggente componente del cosmo potrebbe essere stata rilevata direttamente per la prima volta.

Secondo una recente analisi del telescopio spaziale Fermi Gamma-ray della NASA, alcuni raggi gamma registrati al centro della Via Lattea corrispondono alle firme teoriche dell'annichilazione delle particelle di materia oscura.

La ricerca è stata condotta dal Professor Tomonori Totani del Dipartimento di Astronomia dell'Università di Tokyo e pubblicata sul Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

Cos'è la materia oscura e perché è così difficile da vedere?

Fin dalla sua comparsa, la materia oscura è sfuggita a qualsiasi forma di rilevazione diretta. La sua presenza può essere dedotta solo dai suoi effetti gravitazionali: senza di essa, le galassie non potrebbero rimanere unite.

Una delle ipotesi più ampiamente accettate propone che la materia oscura sia composta da WIMP (Weakly Interacting Massive Particles), particelle massicce pressoché indifferenti al resto della materia. Sebbene interagiscano raramente, i modelli prevedono che quando due WIMP collidono, si annichilino a vicenda ed emettano altre particelle, inclusi fotoni gamma. Rilevare questi raggi gamma sarebbe il modo più diretto per "vedere" la materia oscura.

Raggi gamma con un'energia di 20 gigaelettronvolt

Per anni, gli astronomi hanno puntato i loro strumenti verso regioni ricche di materia oscura, in particolare il centro galattico, alla ricerca di questi segnali. Ora, Totani ritiene di aver trovato ciò che molti cercavano.

"Abbiamo rilevato raggi gamma con un'energia di 20 gigaelettronvolt, distribuiti in una struttura simile a un alone verso il centro della Via Lattea", ha spiegato il ricercatore. La forma di questa emissione corrisponde a quella che ci si aspetta dall'alone di materia oscura che circonda la nostra galassia.

Lo spettro energetico misurato corrisponde a quello previsto per l'annichilazione delle WIMP con una massa equivalente a 500 volte quella di un protone. Inoltre, la frequenza stimata di queste annichilazioni rientra nell'intervallo teorico.

"Se questo fosse corretto, sarebbe la prima volta che l'umanità 'vede' la materia oscura. Significherebbe anche l'esistenza di una nuova particella al di fuori del Modello Standard della fisica", ha affermato.

Verifica, cautela e passaggi successivi

Nonostante l'entusiasmo, Totani sottolinea che i suoi risultati necessitano di una conferma indipendente. Altri team dovranno analizzare i dati del telescopio Fermi e verificare se il segnale sia valido con diversi metodi di valutazione.

La comunità scientifica cercherà ulteriori prove anche in altre regioni con alte concentrazioni di materia oscura. Le galassie nane in orbita attorno alla Via Lattea sono candidate ideali: rilevarvi raggi gamma con la stessa energia rafforzerebbe notevolmente l'ipotesi.

Secondo Totani, questo obiettivo potrebbe essere raggiunto con l'accumulo di più dati da parte del telescopio. Se future osservazioni riproducono lo stesso schema, la scoperta potrebbe diventare una delle pietre miliari più importanti dell'astronomia moderna.

Fonte della notizia

Tomonori Totani, 20 GeV halo-like excess of the Galactic diffuse emission and implications for dark matter annihilation, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (2025). On arXiv : DOI: 10.48550/arxiv.2507.07209