Il telescopio Hubble conferma l'esistenza di RELHIC: una nube primordiale dominata dalla materia oscura

Gli astronomi hanno ufficialmente certificato l'esistenza di un oggetto cosmico senza precedenti: una vasta nube di gas, estremamente ricca di idrogeno, ma completamente priva di stelle e soggetta prevalentemente all'influenza della materia oscura. Questo corpo celeste, soprannominato informalmente Cloud-9, rappresenta il primo esempio verificato di Nube di H I Ristretta da Reionizzazione (RELHIC) nell'Universo. La scoperta, dettagliata nel prestigioso The Astrophysical Journal Letters, è stata resa possibile grazie all'analisi meticolosa dei dati raccolti dal telescopio spaziale Hubble (NASA/ESA).

Cloud-9 si trova in prossimità della galassia a spirale Messier 94 (M94), a una distanza stimata di circa 14,3 milioni di anni luce dalla Terra. La prima segnalazione di questo fenomeno risale al 2023, emersa da un'indagine radio condotta dal telescopio cinese FAST, dotato di un'apertura di cinquecento metri. Le successive osservazioni, effettuate con il radiotelescopio Green Bank e il Very Large Array (VLA) negli Stati Uniti, hanno fornito la conferma della sua caratteristica firma radio. La prova definitiva dell'assenza di stelle all'interno della nube è stata fornita dallo strumento Advanced Camera for Surveys (ACS) a bordo di Hubble, consolidando lo status di Cloud-9 come un vero e proprio fossile cosmico che non è mai riuscito ad innescare la formazione stellare.

Le cifre chiave di questo oggetto sono notevoli. Il nucleo di idrogeno neutro presenta un diametro approssimativo di 4900 anni luce, e la massa del gas idrogeno è stimata intorno a un milione di masse solari. Tuttavia, i calcoli basati sull'equilibrio tra la pressione del gas e la forza gravitazionale esercitata dalla materia oscura indicano che la massa totale di Cloud-9 raggiunge i colossali 5 miliardi di masse solari. Questo dato evidenzia in modo inequivocabile il dominio schiacciante della materia oscura. Il team di ricerca che ha condotto lo studio include nomi di spicco come Gagandeep Anand (STScI), Rachel Beaton (STScI) e Alejandro Benítez-Llambay (Università degli Studi di Milano-Bicocca).

Il quesito scientifico centrale ruota attorno alla ragione per cui questo oggetto, pur possedendo teoricamente una quantità di gas sufficiente per l'avvio della nucleosintesi stellare, sia rimasto sterile. I ricercatori hanno concluso che Cloud-9 offre una rarissima finestra sulla 'cosmo oscuro' ed è un esempio lampante di una 'galassia fallita'. Come ha sottolineato Alejandro Benítez-Llambay, l'assenza di stelle convalida una teoria fondamentale, mostrando un 'blocco di costruzione galattico primordiale che non si è evoluto'. Questa scoperta fornisce una solida base empirica per il modello cosmologico standard ΛCDM (Lambda-CDM), che prevede l'esistenza di aloni di materia oscura privi di stelle su scale sub-galattiche.

L'importanza di questa notizia per l'astrofisica contemporanea risiede nell'opportunità unica offerta agli scienziati di studiare direttamente una struttura interamente governata dalla materia oscura, senza le interferenze dovute alla retroazione stellare. Cloud-9 si distingue dagli altri ammassi di idrogeno noti per la sua compattezza e la sua forma sferica, suggerendo una stabilità dinamica piuttosto che essere il residuo di una collisione. La possibilità di esaminare la struttura dominata dalla materia oscura attraverso il suo componente di idrogeno neutro apre una nuova metodologia per la fisica della materia oscura, come evidenziato da Andrew Fox dell'AURA/STScI.