Un misterioso bagliore nel cuore della galassia
Nel nucleo della Via Lattea, gli astronomi hanno osservato due fenomeni apparentemente scollegati e tuttavia persistenti: un’intensa ionizzazione del gas molecolare e una radiazione gamma a 511 keV, corrispondente all’annichilazione di elettroni e positroni. Nonostante decenni di osservazioni, le spiegazioni convenzionali — dai raggi cosmici alle supernove, passando per buchi neri e stelle di neutroni — non riescono a giustificare pienamente né la distribuzione spaziale né l’intensità di questi segnali.
L’ipotesi rivoluzionaria: la materia oscura leggera
Un nuovo studio, pubblicato su Physical Review Letters, propone un’interpretazione radicale. La chiave potrebbe risiedere in una forma insolitamente leggera di materia oscura, con masse inferiori al GeV, molto più leggere delle particelle comunemente cercate nei laboratori. Secondo i ricercatori, queste particelle sub-GeV potrebbero annichilarsi con le proprie antiparticelle, producendo elettroni e positroni. L’interazione che ne deriverebbe genererebbe sia ionizzazione nel gas della zona molecolare centrale (CMZ), sia il bagliore a raggi gamma a 511 keV osservato dai telescopi.
Un’efficienza sorprendente nel cuore della CMZ
La CMZ, estesa per circa 700 anni luce, è una delle regioni più dense e complesse della nostra galassia. Le simulazioni realizzate dai ricercatori dimostrano che i positroni prodotti dalla materia oscura leggera, una volta rallentati nella fitta atmosfera molecolare, ionizzano efficacemente l’idrogeno locale. Questa ionizzazione diffusa, difficilmente spiegabile da fonti puntiformi come il buco nero centrale, appare invece compatibile con un alone di materia oscura distribuito in maniera omogenea.
L’enigma dei positroni e la linea a 511 keV
Il bagliore gamma a 511 keV, noto da oltre cinquant’anni, si genera quando un positrone si annichila con un elettrone. La nuova ipotesi suggerisce che proprio la materia oscura leggera possa essere la fonte comune sia della ionizzazione del gas che della produzione di positroni, collegando così i due fenomeni osservati. Tuttavia, l’efficienza del processo di annichilazione e la localizzazione esatta delle interazioni restano fattori incerti e da investigare.
Una nuova frontiera per lo studio della materia oscura
Questo modello offre un nuovo strumento di indagine cosmologica: osservare la ionizzazione nella CMZ come tracciante della materia oscura. Poiché le particelle proposte sono difficili da rilevare nei laboratori terrestri, il centro della Via Lattea diventa una palestra naturale per esplorarne l’esistenza. Le osservazioni suggeriscono che il profilo di ionizzazione è straordinariamente piatto, ulteriore conferma dell’ipotesi di un’origine non localizzata ma diffusa, perfettamente compatibile con una distribuzione omogenea di materia oscura.
Prospettive future: il ruolo dei nuovi telescopi
Con l’arrivo di strumenti osservativi più precisi, sarà possibile mappare con maggiore dettaglio le relazioni spaziali tra l’emissione gamma e la distribuzione del gas ionizzato. Studi futuri potranno chiarire se la materia oscura leggera sia davvero responsabile di entrambi i segnali o se esistano altre spiegazioni. In ogni caso, questa teoria rappresenta un passo importante verso la comprensione di una delle componenti più enigmatiche dell’universo.
Fonti autorevoli: Physical Review Letters, NASA, European Southern Observatory, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
