Prima di tutto inizierò con alcune idee:
- Materia barionica: i barioni sono particelle elementari composte da 3 quark. Ciò include protoni e neutroni e il termine materia barionica si riferisce alla materia fatta di barioni, come gli atomi. Esempi di materia non barionica comprendono neutrini, elettroni liberi e altra materia esotica.
- Cose come pianeti, stelle, polvere, ecc. Sono tutte fatte di atomi, e quindi sono classificate come materia barionica.
Ora, come facciamo a sapere che la materia oscura è presente nell'universo?
Gli astronomi misurano l'attrazione gravitazionale delle galassie e dei gruppi / ammassi di galassie in base al comportamento degli oggetti quando interagiscono con questi oggetti. Alcuni esempi includono lo stripping di gas / polvere di marea, l'orbita delle stelle in una galassia e la lente gravitazionale della luce distante da un grande ammasso. Usando questo determinano la massa della galassia (o gruppo galassia). Possiamo anche determinare la massa di una galassia o gruppo osservandola e sommando la massa di tutti gli oggetti (come stelle, polvere, gas, buchi neri e altra materia barionica). Mentre entrambi questi metodi ci forniscono approssimazioni, è chiaro che la massa gravitazionale di galassie e gruppi supera la massa barionica di un fattore di 10-100.
Quando gli astrofisici hanno scoperto per la prima volta questo fenomeno hanno dovuto trovare una spiegazione plausibile, quindi hanno suggerito che esiste una nuova materia invisibile chiamata materia oscura. (A parte: alcuni astrofisici hanno anche fornito altre spiegazioni come la gravità modificata, ma finora la materia oscura fa il miglior lavoro per spiegare le osservazioni).
Ok, quindi ora come facciamo a sapere che la materia oscura non è una specie di materia barionica?
Ci sono alcuni motivi per cui gli astrofisici sanno che è estremamente improbabile che la materia oscura sia barionica. Prima di tutto se tutte le stelle di una galassia brillano su un oggetto che si riscalda, questo calore provoca il rilascio di radiazioni, chiamato radiazione termica , e ogni oggetto (barionico) sopra zero kelvin (o -273.14 gradi celcius) emette questa radiazione. Tuttavia, la materia oscura non emette alcuna radiazione (da qui il nome oscuro!)
Se la materia oscura fosse barionica, significherebbe anche che potrebbe diventare luminescente. Se ottenessimo un ammasso di materia barionica * e la mettessimo nello spazio, si contrarrebbe gravitazionalmente e alla fine formerebbe una stella o un buco nero ** - entrambi che saremmo in grado di vedere.
Quindi, per questi motivi la materia oscura nelle galassie e nei gruppi / ammassi di galassie non può essere barionica, e quindi non possono essere pianeti, stelle morte, asteroidi, ecc. Sicuramente non sarebbero pianeti in quanto non esiste un modo 10-100 volte il la massa delle stelle in una galassia sarebbe costituita da pianeti, in quanto il meccanismo per creare pianeti si basa su supernovae e il numero di supernovae necessarie per il fatto che molti pianeti sarebbero troppo alti per corrispondere alle nostre osservazioni. Spero che questo abbia risposto alla tua domanda!
* purché il grumo di materia barionica fosse grande, e la quantità che esiste nelle galassie lo è sicuramente!
** non osserviamo direttamente i buchi neri, ma possiamo vedere le radiazioni dai loro dischi di accrescimento.