Materia Oscura nel nostro Sistema Solare{0}

Ed eccoci qua come promesso al secondo articolo sull’universo. Questa volta si parla di materia oscura e più precisamente di quanta ce n’è nel nostro Sistema Solare. Prima di tutto , per quelli che non ne hanno mai sentito, che cos’è la materia oscura?

In questo ci viene d’aiuto Wikipedia che dice:“il termine materia oscura indica quella componente di materia che manifesta i suoi effetti gravitazionali in molteplici fenomeni astronomici, ma le cui condizioni o la cui natura sono diverse rispetto alla materia visibile.”

I suoi effetti li vediamo sulla velocità di rotazione di certe galassie che sono troppo veloci se la loro massa solo quella visibile o li vediamo in buchi neri e altri corpi celesti. Ci sono diverse teorie su cosa sia veramente questa materia oscura. C’è chi dice che siano dei resti del Big Bang e chi di recente ha ipotizzato che materia oscura ed energia oscura siano due manifestazioni di un unica forza ancora sconosciuta, una forza che crea campi gravitazionali di gran lunga maggiori a quelli che sarebbero dovuti alla sola materia visibile ed una forza che fa in modo che l’universo si espanda sempre più velocemente mentre per le leggi della fisica classica di newton non dovrebbe essere così ( la forza di gravità è direttamente proporzionale alle masse dei corpi e indirettamente proporzionale alle distanza tra i due ).

Ma torniamo all’argomento del titolo mentre per altri approfondimenti sulla materia oscura li rimando ad un prossimo possibile post. La materia oscura nel nostro Sistema Solare fa parte una ricerca di un Astrofisico di nome Ethan Siegel. Quì di seguito vi do la versione comprensibile di questo studio. In primo luogo, in ogni grande galassia conosciuta ( compresa la nostra ) c’è un grande alone diffuso di materia oscura che permea e circonda ogni stella e massa di gas, qualcosa di simile a questo in figura:

Possiamo modellizzare questo alone e calcolare la quantità di materia osura nella regione di spazio del nostro Sistema Solare. Questo è quello che hanno fatto tutti sino ad adesso quando hanno cercato di calcolare la materia oscura nel Sistema Solare. Ma il nostro Sole ed i pianeti esistono da circa 4,5 miliardi di anni e hanno girato attorno alla galassia per un tempo molto lungo:

Quindi la materia oscura ha flutuato vicino al sole e flutuato via ancora. Ma ecco dove i nostri pianeti sono in realtà importanti: occasionalmente la materia oscura può flutuare vicino ad un pianeta il quale potrà sottrarre dell’energia alla materia oscura. Questo fatto è stato sfruttato per decine di anni dalle sonde esploratrici, usando i pianeti per sottrare energia ed arrivare ai pianeti interni ( quelli prima della fascia degli asteriodi ) e usandoli per dare maggiore energia per arrivare ai pianeti esterni. L’unica cosa di cui abbiamo bisogno per fare questo è la gravità. Quì sotto vi propongo l’esempio della sonda Galileo che prese un “calcio gravitazionale” da Giove:

Quindi quanta materia oscura è stata interessata da questa interazione per farla rimanere nel nostro Sistema Solare? Non tantissima, questo è sicuro ( infatti hanno dovuto testare oltre i trilioni di particelle di materia oscura per avere i risultati! ). Ma il risultato finale suggerisce che ce nè tanta: 1020 kilogrammi di materia oscura è compresa entro i confini del Sistema Solare che equivale a circa il 0.0018% della massa della Terra.

Non siete per niente stupiti? Guardate allora questo piccolo fatto: la denistà di materia oscura presente sulla Terra è di una quantità 16 000 volte superiore a quella che si era prevista precedentemente che non teneva conto della famosa iterazione con i pianeti. Sul grafico di sotto possiamo vedere come si distribuisce realmente la materia oscura rispetto alla vecchia previsione ( DM sta per Dark Matter e AU per Astronomy Unit):

Riuscite a vedere quel primo picco sulla sinistra? Quello è Mercurio. E i seguenti due? Venere e la Terra. ( Marte è troppo piccolo e troppo lontanto perchè si veda qualcosa) Il prossimo grande picco è Giove e se guardate con attenione potete notare un piccolo picco per Saturno e è un pò più giù e confusi con l’andamento generale quelli di Urano e Nettuno.

Sono sicuro che questa ricerca interesserà alla comunità scientifica e che renderà curiose di saperne di più molte persone. Voi che ne pensate?