Secondo un nuovo studio, la Terra potrebbe nuotare attraverso un oceano di materia oscura e le onde di quell’oceano invisibile che lambiscono l’atmosfera superiore del nostro pianeta potrebbero generare onde radio rilevabili che ci permetterebbero di trovare finalmente questa sfuggente componente dell’Universo.
La ionosfera della Terra
Numerose prove astrofisiche e cosmologiche indicano l’esistenza della materia oscura, dalle inspiegabili curve di rotazione di alcune galassie alla crescita delle più grandi strutture dell’Universo. I tentativi di spiegare questa ampia varietà di osservazioni con formulazioni alternative della gravità sono falliti, quindi la stragrande maggioranza degli astronomi pensa che la materia oscura sia una forma sconosciuta di materia che interagisce solo raramente con la luce o con la materia normale.
Questa è un’idea molto ampia che comprende molte possibilità. La materia oscura può essere costituita da particelle massicce, ma le ricerche su questo tipo di particelle si sono rivelate in gran parte vuote. Quindi un’alternativa interessante è che la materia oscura sia eccezionalmente leggera, sotto forma di particelle teoriche note come “assioni” o come una forma esotica di fotone che trasporta un po’ di massa.
Con quell’incredibile leggerezza, milioni di volte più leggera delle particelle più leggere conosciute, la materia oscura potrebbe agire in modi molto insoliti. In particolare, invece di apparire come singoli proiettili puntiformi, la materia oscura si comporterebbe più come grandi onde che si infrangono nel cosmo.
Lo studio
In un recente studio pubblicato sul server di prestampa arXiv, i fisici hanno esplorato modelli di materia oscura ultraleggera che non era del tutto oscura, consentendole di interagire estremamente raramente con la materia normale. Nella maggior parte dei casi, queste interazioni vengono a malapena registrate, senza produrre nulla di rilevabile. Ma in rari casi, la materia oscura e la materia normale hanno interagito abbastanza da produrre una quantità considerevole di onde radio .
Questo si verificherebbe quando la materia oscura incontrasse un plasma e quando la frequenza delle onde della materia oscura si allineasse con la frequenza delle onde del plasma. Se questo accadesse, si verificherebbe una risonanza, amplificando l’interazione e producendo radiazioni sotto forma di onde radio, come hanno indicato i modelli sviluppati dal team di ricerca.
L’Universo non è estraneo ai plasmi, tutte le stelle emettono plasma nello Spazio sotto forma di vento stellare, quindi i teorici avevano già esplorato la produzione di onde radio dovute all’interazione della materia oscura con ambienti come la corona solare o il mezzo interstellare, ma in questa nuova ricerca, gli scienziati hanno scoperto un punto di interazione molto più vicino a casa: la ionosfera della Terra.
La ionosfera della Terra è lo strato sottile e caldo dell’atmosfera superiore ed è costituita da un insieme sciolto di particelle ionizzate (cariche): un plasma. È naturalmente attraversato da onde e i ricercatori hanno scoperto che quelle onde possono interagire con onde di ipotetica materia oscura che potrebbero riversarsi sulla Terra.
Le onde radio prodotte da questa interazione sarebbero difficilmente rilevabili, ma i ricercatori hanno scoperto che, utilizzando un’antenna radio attentamente sintonizzata per cercare una frequenza specifica di onde radio nel corso di un anno, potrebbero essere in grado di rilevare queste onde.
Conclusioni
Questa idea è particolarmente promettente perché la ionosfera della Terra offre numerosi vantaggi rispetto ad altre fonti di onde radio prodotte dalla materia oscura. Innanzitutto, la ionosfera riflette naturalmente molte onde radio provenienti dallo Spazio più profondo, rendendola relativamente priva di segnali contaminanti. In secondo luogo, la ionosfera è proprio sopra di noi, di facile accesso e già oggetto di costante monitoraggio e studio.
È un azzardo. Questa forma di materia oscura è altamente teorica e ci vorrebbero anni, se non decenni, per perfezionare la tecnica di osservazione per cercare queste onde radio, ma se funzionasse, sarebbe una miniera d’oro, che ci permetterebbe di studiare uno degli elementi più misteriosi dell’Universo proprio alle nostre porte cosmiche.
