Il Sistema Solare potrebbe muoversi nello spazio tre volte più velocemente di quanto precedentemente misurato, fatto che se confermato potrebbe aprire una crepa nel modello standard della cosmologia, che spiega il comportamento a larga scala dell'universo. Ad affermarlo è un nuovo studio pubblicato sulla rivista Physical Review Letters, in cui un team di astrofisici – guidato dall'astrofisico Lukas Bohme – ha "contato" il numero atteso di sorgenti radio in diverse direzioni in cielo, trovando una discrepanza significativa con quanto previsto dal modello standard della cosmologia. Da qui la conclusione sulla velocità del moto del Sistema Solare, che viene usata per misurare accuratamente la velocità di espansione dell'Universo.
I dettagli dello studio
L'Universo, su scale dalle centinaia di milioni di anni luce in su, appare omogeneo e isotropo, cioè le sue proprietà statistiche sono uniformi e non mostrano direzioni privilegiate. Tuttavia, noi non siamo a riposo all'interno di esso, ma ci muoviamo in una certa direzione con una certa velocità a bordo del Sistema Solare. Ciò crea una anisotropia apparente chiamata dipolo che conduce a una differenza apparente nella distribuzione di materia tra la direzione in cui ci muoviamo e quella opposta. Una analogia semplicistica è la seguente: supponete di essere inizialmente fermi in una stanza, senza movimento d'aria, una condizione simile a quella di omogeneità ed isotropia. Se adesso iniziate a muovervi velocemente in una direzione, sentirete l'aria che vi "preme" la faccia, creando un effetto di più aria nella direzione di moto che in quella opposta.
Un effetto simile avviene quando si considera la distribuzione di sorgenti, in questo caso sorgenti di onde radio nell'Universo. Se fossimo fermi vedremmo perfetta omogeneità ed isotropia, ma il nostro muoverci come parte del Sistema Solare nello spazio genera un effetto di dipolo che dà luogo ad un eccesso di sorgenti rilevate nella direzione del moto e un difetto in quella opposta. Questo effetto apparente va considerato quando si effettuano misure della distribuzione a larga scala dell'Universo poiché introducono un finto effetto di rottura della omogeneità ed isotropia.
Nell'articolo a guida dell'astrofisico Lukas Böhme dell'Università di Bielefeld, gli astronomi hanno misurato la distribuzione in varie direzioni celesti delle sorgenti di onde radio rilevate dai tre radio-telescopi NVS, RACS-low e LoTSS-DR2. Queste sorgenti radio sono principalmente create dall'immissione di energia nel mezzo interstellare da parte dei getti di particelle relativistiche espulse dai buchi neri supermassicci al centro delle galassie di grande massa. Questi oggetti sono molto brillanti nelle onde radio e sono quindi facilmente individuabili e contabili in diverse direzioni dello spazio.
Non è la prima volta che questi oggetti vengono contati su grandi aree celesti, ma lo studio in questione utilizza una tecnica statistica innovativa che tiene conto del fatto che quello che all'apparenza possono sembrare due oggetti diversi, ma vicini, sono in realtà strutture appartenenti allo stesso oggetto, cosa che causa una rimodulazione nel numero di sorgenti rilevate. L'utilizzo di questa tecnica ha permesso di realizzare la misura più accurata del dipolo dei conteggi radio, cioè di questo effetto di eccesso di conteggi nella direzione di moto del Sistema Solare. Gli scienziati hanno così scoperto che sebbene il dipolo sia allineato nella direzione delle precedenti misure, la sua ampiezza è di un fattore tre maggiore di quella attesa, cioè puntando ad una velocità tre volte maggiore del Sistema Solare rispetto a quanto atteso.
Se confermato da misure indipendenti, ciò metterebbe in crisi il modello cosmologico standard e i presupposti fondamentali sulla struttura a larga scala dell'universo che è assunta omogenea ed isotropa. Una rivisitazione delle velocità di moto del Sistema Solare porterebbe anche a rivedere la velocità con cui si espande l'Universo, poiché il moto del Sistema Solare è una velocità sistematica che va "corretta" al fine di determinare l'esatto tasso di espansione.
Quali possono essere le spiegazioni alternative?
Una rivisitazione del modello cosmologico non è l'unica spiegazione all'eccesso del numero di sorgenti radio trovate dagli autori. Altre possibili spiegazioni possono essere contaminazioni inattese da sorgenti radio nell'Universo locale, errori sistematici dovuti alle diverse calibrazioni a cui sono sottoposti i tre diversi radio telescopi usati oppure emissione radio di sincrotrone da parte della nostra galassia. Quest'ultima consiste nell emissione di radiazione elettromagnetica generata da elettroni che si muovono a velocità prossime a quella della luce all'interno dei campi magnetici interstellari che permeano la Via Lattea.
Se l’eccesso fosse reale e cosmologico, avrebbe risvolti profondi: o il nostro intorno è più “speciale” del previsto, o le assunzioni di isotropia/omogeneità sono da rivedere. Se invece è di origine astrofisica, allora lo studio ci aiuterà a comprendere meglio la distribuzione e l’evoluzione delle sorgenti radio nel nostro vicinato cosmico. La buona notizia è che i prossimi grandi progetti di mappatura radio del cielo, come LoTSS-DR3, RACS-high, EMU e, soprattutto, lo Square Kilometer Array metteranno questa anomalia sotto la lente per "confermare o ribaltare il risultato".
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