Dopo la morte del leggendario cosmologo Stephen Hawking, i ricercatori continuano a fare importanti scoperte sull'evoluzione dei cluster galattici. Una squadra internazionale di Taiwan, Italia, Giappone e Stati Uniti ha rivelato una nuova legge fondamentale che prevede l'evoluzione dei cluster di galassie.
I cluster galattici sono i più grandi corpi celesti dell'universo. Ma era difficile misurare con precisione la loro dimensione e massa, perché, per la maggior parte, sono rappresentati dalla materia oscura, che non può essere osservata direttamente. Uno dei metodi di osservazione indiretta è l'uso dell'effetto del lensing gravitazionale, basato sulla teoria della relatività di Einstein. I raggi luminosi della galassia dietro il gruppo si estendono sotto l'azione della gravità. Se è possibile misurare la distorsione della forma per molte galassie di sfondo, è possibile determinare il campo gravitazionale del cluster e quindi la sua massa e dimensione.
Rappresentazione schematica del lensing gravitazionale. I raggi di luce di una galassia di sfondo sono piegati dalla gravità di un ammasso galattico
Una delle difficoltà dello studio era la necessità di misure accurate della distorsione. Per superare questo problema, il gruppo ha utilizzato dati accurati dal telescopio spaziale Hubble e dal telescopio Subaru. Insieme alle informazioni sulla temperatura del gas dal satellite a raggi X, Chandra è stato in grado di esaminare staticamente questi dati e scoprire che essi rispettano una legge semplice, rappresentata dall'indice di magnitudo, massa e temperatura del gas nei cluster. Con l'aiuto di modelli computerizzati, si è scoperto che i cluster sono cresciuti di 4-8 miliardi di anni secondo la legge. Teoricamente, questa legge significa che le grandi galassie sono ancora nell'adolescenza, continuano a crescere, trascinando una grande quantità di materia circostante.
A sinistra: un ammasso crescente che attrae molte galassie e materia oscura. Le galassie stanno cadendo rapidamente e la temperatura del gas sale. A destra: cluster calmato sviluppato, che attrae poca materia
La legge è così semplice da poter essere utilizzata per calibrare le relazioni osservate nei cluster. Questo è un elemento chiave nello studio delle leggi cosmologiche dell'universo.
