Materia oscura, uno studio cambia i modelli: la scoperta guidata dall’astrofisica aostana Simona Vegetti

Nell’ottobre 2025 la comunità scientifica internazionale fu sorpresa da una scoperta che aveva catturato l’attenzione anche dei media divulgativi e di cui avevamo dato conto su queste pagine: grazie a una rete di radiotelescopi estesa su tutto il pianeta (la Global VLBI Network), è stata scattata la foto più nitida mai vista di un anello di Einstein.

Si tratta di un fenomeno spettacolare che avviene nel sistema JVAS B1938+666, a miliardi di anni luce da noi, dove la gravità agisce come una gigantesca lente d’ingrandimento cosmica.

In questo sistema, una galassia massiccia si trova esattamente tra noi e una sorgente ancora più lontana. La sua forza di gravità è così potente da piegare la luce proveniente dallo sfondo, trasformandola in un cerchio luminoso quasi perfetto.

È proprio analizzando questo anello di luce che il team di cui fa parte l’astrofisica aostana Simona Vegetti, del Max Planck Institute for Astrophysics, ha fatto una scoperta eccezionale: ha individuato un subalone, ovvero un piccolo grumo di materia oscura con la massa equivalente a un milione di Soli.

Questo oggetto è a tutti gli effetti un “fantasma” del cosmo: è stato rilevato solo perché la sua gravità ha impresso una minuscola distorsione nell’anello di luce.

Per il resto, è completamente invisibile: non emette né riflette luce, onde radio o raggi X. È “oscuro” in tutto lo spettro elettromagnetico.

Quella scoperta fu fondamentale, perché dimostrò che è possibile individuare piccole concentrazioni di materia oscura anche a distanze di miliardi di anni luce, ma completamente invisibili, osservando come la loro gravità deforma l’immagine delle galassie che si trovano sullo sfondo.

Era soprattutto una grande prova di tecnica osservativa: grazie a strumenti di altissima precisione, si riuscì a “vedere” qualcosa che altrimenti sarebbe stato completamente invisibile.

Ora, con un nuovo studio pubblicato il 5 gennaio 2026 sulla prestigiosa rivista Nature Astronomy, che questa volta vede Simona Vegetti come prima autrice, non si parla più solo di scoperta, ma di comprensione della natura interna di quell’oggetto oscuro.

Che cosa hanno fatto i ricercatori questa volta

Se nell’articolo di ottobre l’attenzione era su che cosa avevano trovato e come lo avevano visto, il nuovo studio si interroga invece sulla sua struttura interna.

In altre parole, gli scienziati hanno cercato di capire come è distribuita la massa all’interno di questo corpo invisibile.

Per dare un’idea semplice: immaginiamo di avere una palla di argilla. Potremmo chiederci non solo quanto pesa, ma anche se è molto compatta al centro o se, invece, è più soffice e diffusa all’esterno.

Questo è ciò che gli astronomi hanno cercato di capire, ma per un oggetto a miliardi di anni luce da noi e del tutto privo di emissione elettromagnetica rilevabile.

Per farlo, hanno studiato con estrema attenzione come la luce della galassia distante viene “stirata” e distorta dalla sua gravità. Queste distorsioni contengono informazioni su come la massa è distribuita dentro l’oggetto: più è concentrata al centro, più la deformazione è intensa; più è distribuita su un raggio grande, più la deformazione è diffusa.

Che cosa hanno capito e perché sorprende

I risultati mostrano che l’oggetto non ha la forma che ci aspettavamo se fosse fatto di “materia oscura” secondo i modelli tradizionali.

Gli astrofisici ritengono infatti che la materia oscura – la forma invisibile di massa che costituisce la maggior parte della materia dell’universo – si organizzi in strutture chiamate aloni, caratterizzate da un profilo di densità che decresce progressivamente dal centro verso le zone periferiche.

In questo caso, invece, i dati rivelano una struttura anomala: un nucleo estremamente compatto e denso al centro, circondato da una componente più estesa. Questa configurazione non rientra nei parametri del modello standard, che solitamente ipotizza una distribuzione di massa più regolare e meno concentrata per oggetti di questa scala.

È come se l’oggetto possedesse un “cuore” di massa molto concentrata in una regione ristretta, avvolto da un involucro di materia distribuita in modo più uniforme.

Questa evidenza è fondamentale, perché mette in discussione le idee consolidate sul comportamento della materia oscura che, pur non emettendo né assorbendo radiazioni elettromagnetiche, genera il “pozzo gravitazionale” necessario alla formazione e alla coesione delle galassie.

A sinistra, l’arco gravitazionale del sistema Jvas B1938+666. Le due ‘X’ indicano la posizione di due perturbatori di piccola massa. Nei due pannelli a destra, il pertubatore di circa un milione di masse solari oggetto del nuovo studio. Crediti: D. M. Powell et al. Nature Astronomy, 2025

Perché questa scoperta cambia il punto di vista

Finora gli astronomi e i cosmologi avevano costruito i loro modelli assumendo che la materia oscura si distribuisse in una certa maniera. Questi modelli spiegano molte osservazioni: dalle orbite delle stelle nelle galassie fino alla struttura su vasta scala dell’universo.

Ma qui abbiamo qualcosa che non segue del tutto queste regole.

Se altri oggetti simili venissero trovati nel futuro, potrebbe essere necessario rivedere alcune ipotesi fondamentali sulla natura della materia oscura, oppure considerare che esistano tipi di oggetti cosmici ancora sconosciuti. In pratica, questo oggetto – osservato indirettamente tramite la sua gravità – potrebbe essere un laboratorio naturale che ci aiuta a testare le teorie più avanzate della fisica cosmica.

Il contributo di Simona Vegetti

Essere prima autrice di questo nuovo studio significa, nel linguaggio della ricerca, aver svolto un ruolo centrale nella definizione e nello sviluppo del lavoro scientifico.

È il ruolo che ricopre Simona Vegetti, astrofisica di origini aostane, oggi responsabile di un gruppo di ricerca al Max Planck Institute for Astrophysics di Garching, in Germania.

Dopo gli studi a Torino e un percorso internazionale che l’ha portata anche al MIT di Boston, Vegetti è oggi una delle principali esperte mondiali di lenti gravitazionali applicate allo studio della materia oscura.

Il fatto che sia proprio lei a firmare come prima autrice questo lavoro conferma il peso della ricerca europea – e italiana in particolare – in un settore scientifico di frontiera.

Non si tratta solo di “scoprire cose nuove”, ma di saperle interpretare con strumenti teorici e matematici sofisticati, trasformando un indizio osservativo in una vera comprensione fisica del fenomeno. Questa progressione – dal vedere qualcosa di inatteso al tentare di capirne la natura profonda – è l’essenza stessa del metodo scientifico: non una singola rivelazione, ma un percorso fatto di domande, verifiche, correzioni e nuovi interrogativi.

(paolo ciambi)