Le prime immagini ad alta definizione della “ragnatela cosmica”, la struttura invisibile che modella l’universo, sono state ottenute grazie a una ricerca condotta dall’Università di Milano-Bicocca in collaborazione con l’Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf). Lo studio ha utilizzato il potente spettrografo Muse (Multi-Unit Spectroscopic Explorer), installato sul Very Large Telescope dell’European Southern Observatory (Eso) in Cile, riuscendo a catturare una delle più antiche strutture cosmiche mai osservate.

La scoperta, pubblicata su Nature Astronomy, rappresenta un passo cruciale per comprendere la materia oscura, elemento che costituisce circa il 90% della massa dell’universo. Le immagini mostrano con una chiarezza mai raggiunta il gas cosmico che compone i filamenti di questa gigantesca rete gravitazionale, all’interno della quale si formano le galassie e le stelle.

Il gas cosmico nella ragnatela dell’universo

Attraverso l’uso di Muse, il team guidato da Michele Fumagalli e Matteo Fossati dell’Università di Milano-Bicocca ha realizzato una delle campagne di osservazione più ambiziose mai condotte con questo strumento, accumulando centinaia di ore di dati in un’unica porzione di cielo.

Secondo i modelli cosmologici attuali, la materia oscura, sotto l’effetto della gravità, organizza la materia ordinaria in una complessa rete di filamenti cosmici, alle cui intersezioni si formano le galassie più luminose. Questi filamenti sono composti da gas intergalattico che, nel tempo, scorre verso le galassie, alimentando la nascita di nuove stelle.

Le nuove immagini evidenziano il bagliore debole del gas cosmico, con una particolare colorazione che distingue le diverse regioni della ragnatela:

• In bianco, il gas diffuso che compone i filamenti cosmici.
• In rosso, il gas più denso che si trova all’interno delle galassie, dove avviene la formazione stellare.

Un’istantanea senza precedenti, ottenuta grazie a strumenti di altissima precisione e alla potenza di calcolo dei supercomputer, che hanno permesso di confrontare i dati reali con le previsioni dei modelli teorici.

Un’impresa scientifica resa possibile dalla tecnologia

Fino a pochi anni fa, osservare direttamente la ragnatela cosmica era considerato impossibile. Il gas che la compone è infatti talmente rarefatto da emettere una luce estremamente debole, impossibile da distinguere con i telescopi tradizionali.

Grazie all’elevata sensibilità di Muse, gli scienziati sono riusciti a catturare questa luce e a ottenere la più nitida immagine mai realizzata di un filamento cosmico, che si estende per ben tre milioni di anni luce, collegando due galassie contenenti buchi neri supermassicci.

Secondo Davide Tornotti, dottorando dell’Università di Milano-Bicocca, lo studio ha permesso di tracciare con precisione il confine tra il gas interno alle galassie e quello che fluisce attraverso i filamenti della ragnatela cosmica. La luce catturata da questa struttura ha viaggiato per quasi 12 miliardi di anni prima di raggiungere la Terra, offrendoci un’immagine dell’universo com’era quando era ancora giovanissimo.

La conferma della teoria della materia oscura fredda

Un aspetto fondamentale dello studio riguarda il confronto tra le osservazioni e le simulazioni numeriche basate sul modello attuale dell’universo. Con l’aiuto di supercomputer, i ricercatori hanno riprodotto virtualmente la formazione delle strutture cosmiche, trovando una forte corrispondenza tra teoria e realtà.

Secondo Valentina D’Odorico, ricercatrice dell’Inaf e co-autrice dello studio, i risultati ottenuti rappresentano la realizzazione di un progetto iniziato dieci anni fa, quando Michele Fumagalli propose di avviare questa ambiziosa indagine con Muse.

L’osservazione diretta di un filamento cosmico e il confronto con i modelli teorici rafforza ulteriormente l’idea che la materia oscura fredda sia la principale responsabile della formazione delle strutture cosmiche su larga scala. Questo risultato conferma che l’universo è regolato da leggi fisiche che possiamo studiare, e che la ragnatela cosmica è l’elemento essenziale per comprendere l’evoluzione del cosmo.