Le recenti osservazioni relative al fondo cosmico di microonde, alla distribuzione spaziale delle galassie, alla distanza delle supernovae di tipo 1a ed alle lenti gravitazionali mostrano che solamente ~ 4% della massa dell’Universo è costituita da particelle note. La rimanente frazione è costituita da materia oscura (~25 %) e da energia oscura (~71 %). Comprendere la natura di queste componenti costituisce il problema principale, teorico ed osservativo, che la Cosmologia si trova ad affrontare oggi. Per quanto riguarda la materia “ordinaria” si pone inoltre il problema dei “barioni mancanti”, ovvero il fatto che solo il ~ 2% dei barioni attesi è effettivamente osservato nell’universo vicino. Il nostro gruppo si propone di determinare l’abbondanza e la distribuzione spaziale della materia oscura e di valutare la possibilità di rivelarla indirettamente attraverso i raggi gamma prodotti dalla sua auto-annichilazione. Il segnale atteso è estremamente debole e potrebbe essere rivelato studiando le anisotropie del fondo gamma diffuso osservato dal satellite Fermi di cui stiamo analizzando la correlazione angolare.
L’esistenza dell’Energia Oscura è stata invocata per giustificare lo stato di espansione accelerata dell’Universo. Che però potrebbe anche essere spiegato invocando una modifica delle Equazioni di Einstein su scale cosmologiche. Esistono dei tests osservativi per distinguere tra queste due ipotesi. Un test particolarmente promettente, proposto tra gli altri dal nostro gruppo, si basa sulla misura delle velocità peculiari delle galassie. La figura, tratta da una simulazione numerica, illustra il fenomeno. I segmenti gialli mostrano il campo di velocità in vicinanza di un ammasso di galassie (zona rossa) e delle strutture filamentari ad esso collegate (regioni azzurre). Abbiamo recentemente applicato questo test utilizzando i dati della survey Link identifier #identifier__138361-1VIPERS e ne stiamo migliorando l’efficacia per applicarlo alle surveys di prossima generazione come quella che verrà condita attraverso il satellite europeo “Link identifier #identifier__37435-2Euclid” . Il nostro gruppo è parte di questi grandi progetti che segneranno lo sviluppo della cosmologia Osservativa del prossimo decennio.
Infine il nostro gruppo partecipa alla ricerca dei barioni mancanti nell’ambito della collaborazione Link identifier #identifier__116133-3Athena. Si ritene infatti che questi barioni facciano parte del mezzo intergalattico in forma di gas caldo e ionizzato e, come tale, rivelabile solo con osservazioni in banda X. Il nostro gruppo si occupa di caratterizzare teoricamente questa componente di definire le strategie per poterla osservare.
Membri:
Dr. Alessandro Cuoco (Univ. Torino)
Prof. Marc Davis (Univ. Berkeley)
Dr. Luigi Guzzo (INAF-OABrera)
Dr. Federico Marulli (Univ. Bologna)
Prof. Lauro Moscardini (Univ. Bologna)
Prof. Adi Nusser (Technion. Haifa. Israel)
Dr. Luigi Piro (INAF-IASP)
Dr. Matteo Viel (INAF-OATrieste)