Queste onde, la cui esistenza è stata dimostrata per la prima volta nel 2005, sono una delle poche tracce ancora rilevabili lasciate dal Big Bang. Sono fluttuazioni nella densità della materia barionica visibile (materia normale) dell'universo, causate dalle onde di densità (pressione) nel plasma dell'universo primordiale.
Come quando si getta un sasso in uno stagno, si diffusero durante i primi 380.000 anni di vita del cosmo e si espansero come onde acustiche attraverso la materia così calda da comportarsi come un fluido. Dopo l'inflazione (ossia la fase di espansione accelerata), l'universo si raffreddò e le BAO si "congelarono" nel tempo., imprimendo un'impronta caratteristica nella materia, analoga a quella della CMB (Cosmic Microwave Background Radiation, radiazione cosmica di fondo), visibile nella distribuzione spaziale delle galassie.

La cosa interessante di queste oscillazioni, testimoni di quasi tutta la storia del cosmo, è che se ne conosce l'esatta durata. Per cui, possono essere usate come "righello standard" per la scala delle lunghezze cosmologiche. La lunghezza di questo righello cosmico è data dalla distanza massima che le onde acustiche riuscirono a percorrere nel plasma primordiale prima che questo si raffreddasse al punto da diventare atomi neutri (l'epoca della ricombinazione).

La lunghezza di questo righello standard (≈490 milioni di anni luce nell'universo odierno) può essere misurata osservando la struttura su larga scala della materia mediante indagini astronomiche. Le misurazioni BAO sono molto utili per misurare le distanze cosmologiche basate sulla separazione tra le galassie e mappare correttamente le regioni più distanti dell'universo.

Ora, dopo una complessa analisi statistica di circa un milione di galassie, un team di ricercatori di diverse università cinesi e dell'Università di Cordoba ha pubblicato i risultati sulla rivista Nature Astronomy.
"I risultati di questo studio ci permettono di rilevare queste onde attraverso un metodo nuovo e indipendente. Combinando i due, possiamo determinare le distanze cosmiche con maggiore precisione", ha spiegato Antonio J. Cuesta, ricercatore presso il Dipartimento di Scienze dell'Università di Cordoba. Fisica e unico autore spagnolo dello studio.


Il nuovo metodo

Mentre gli astronomi si sono storicamente concentrati sugli ammassi di galassie per osservare le onde BAO, il nuovo studio mira a individuare alcune onde trascurate osservando la forma e gli orientamenti delle galassie piuttosto che solo gli ammassi nel loro insieme. Queste caratteristiche, scrivono i ricercatori dello studio, possono offrire una “promettente sonda cosmologica” ma finora sono state ignorate.

Il documento ha analizzato, con metodi statistici, un database di circa un milione di galassie, prestando particolare attenzione a due fattori molto diversi: l'ellitticità delle galassie e la densità attorno ad esse.

In termini di orientamento, le galassie normalmente si "allungano" nella direzione in cui si trova un maggior numero di altre galassie, a causa della forza di gravità ma, ci sono alcuni luoghi nell'universo dove questo effetto non è così intenso. Quindi, i ricercatori hanno ingrandito le galassie che non risultavano così intensamente allungate e che risaltavano "strane" nel database.
"È nei punti in cui le galassie non puntano dove dovrebbero, che le statistiche ci dicono che si trovano le oscillazioni acustiche barioniche, poiché queste onde agiscono anche come punti di attrazione gravitazionale", ha spiegato Antonio J. Cuesta.

"La prima applicazione pratica che questo studio potrebbe avere è stabilire con maggiore precisione dove si trovano le galassie e la separazione tra queste e la Terra ma, in un certo senso, stiamo anche guardando al passato", ha spiegato il ricercatore.

Questo nuovo approccio alle oscillazioni acustiche barioniche potrebbe essere la chiave per rispondere ad alcune delle grandi domande sull’universo e apre nuove porte nel mondo dell’astronomia. Stabilire le distanze cosmologiche offre, a sua volta, nuovi indizi sulla storia dell'espansione dell'universo e ci aiuta a comprenderne la composizione in termini di materia oscura ed energia, due delle componenti più sfuggenti ed enigmatiche del cosmo.