Astrofisica della materia oscura: Simona Vegetti a capo di uno studio che potrebbe rivoluzionare i modelli attuali

Astrofisica di riferimento nel campo della materia oscura a livello internazionale, Simona Vegetti, di origini aostane e oggi ricercatrice in Germania, ha pubblicato sulla rivista Nature Astronomy due articoli su un elusivo oggetto cosmico con caratteristiche così peculiari da rendere difficile comprenderne la natura.
Perturbatore misterioso
Cultura

Oggi astrofisica di riferimento nel suo campo a livello internazionale, Simona Vegetti inizia a studiare Fisica a Torino cambiando completamente il suo percorso, dopo gli anni di magistrali a indirizzo linguistico ad Aosta. Dopo il dottorato a Groningen e un post-dottorato al MIT, giunge in Germania al prestigioso Max Planck Institute, dove lavora ancora oggi studiando la materia oscura.

“Capire cos’è la materia oscura è molto importante per l’astrofisica, perché sta alla base di come pensiamo che il nostro universo si formi ed evolva. Poi, mi piace risolvere i problemi e più sono difficili, più mi interessano. Lavorare su un problema difficile come la materia oscura è ciò che mi motiva ad alzarmi la mattina”. 

Simona Vegetti
Simona Vegetti

Proseguendo una ricerca iniziata fin dal dottorato, nell’ultimo anno Vegetti ha scoperto – insieme al team da lei guidato, che vede la partecipazione di ricercatori e ricercatrici INAF – quello che cercava da tempo. Nell’ottobre 2025, su Nature Astronomy, è stata pubblicata infatti la scoperta di un elusivo corpo celeste, che, come spiega la stessa Vegetti, “è il più piccolo oggetto mai individuato a distanze cosmologiche grazie al solo effetto della forza di gravità”. 

La ricerca dei cosiddetti ‘perturbatori’ di materia oscura è fondamentale per capire come sia fatta quest’ultima. L’obiettivo è quello di trovare e studiare dei perturbatori che abbiano una massa più piccola dell’alone di materia oscura in cui si trova la nostra galassia.

Per osservare corpi di questo tipo, però, sono necessarie immagini ad alta risoluzione, impossibili da ottenere con telescopi che lavorano nell’ottico. “L’unica possibilità è osservare immagini radio”, spiega Vegetti, “collegando antenne collocate in posti molto lontani tra loro. Dieci anni fa eravamo riusciti a ottenere questi dati, collegando delle antenne radio in America con altre in Europa. Analizzarli però è stato complesso, perché i software che utilizzavamo non andavano bene. Abbiamo quindi dovuto sviluppare dei codici specifici, per analizzare quelle che sono le immagini radio di una lente gravitazionale con la più alta risoluzione mai ottenuta finora”.

Arco gravitazionale
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

Dopo che, finalmente, questo oggetto è stato individuato, il problema era capire di che cosa si trattasse. Un lavoro da profiler estremamente difficile, che potrebbe equivalere a tracciare il profilo psicologico di un serial killer, partendo dai pochi indizi disponibili e confrontandolo con quelli più comuni.

Il nuovo articolo pubblicato nel gennaio 2026 su Nature Astronomy ha rivelato proprio quello che il team di ricerca ha potuto capire su questo oggetto, studiando in particolare il suo ‘profilo di densità’. “Proprio quando pensavo che avessimo capito tutto, le sue proprietà ci hanno riservato un’altra sorpresa: il suo profilo di densità, cioè la sua struttura, non corrisponde ai modelli standard. È proprio questa combinazione di difficoltà e mistero che rende questo oggetto così affascinante. Al momento, secondo il modello standard, i corpi di materia oscura interagiscono solo con la forza gravitazionale, mentre altri modelli alternativi — detti self-interacting — suggeriscono che le particelle possono scontrarsi e scambiare energia, un po’ come delle palle da biliardo. Ecco, forse il profilo di questo corpo potrebbe essere spiegato maggiormente attraverso questi modelli alternativi, più che con quelli convenzionali”.

Team ricerca Vegetti
Da sinistra: Giulia Despali (Università di Bologna), Cristiana Spingola (Inaf Ira Bologna) e Davide Massari (Inaf Oas Bologna). Crediti: Media Inaf

La prosecuzione dello studio si rivela, evidentemente, molto complessa e delicata. “Continuare a investigare questo oggetto con i telescopi che abbiamo a disposizione potrebbe non essere fattibile. Attualmente l’ESO — European Southern Observatory, ndr — sta costruendo il telescopio ottico più grande mai creato finora. Forse con quello si potrà studiare questo oggetto”. Nel frattempo, identificare altri esempi sarà fondamentale per determinare se questi sistemi sono rari casi anomali o i primi indizi di una fisica che va oltre l’attuale modello della materia oscura.

Team Vegetti
Il team di ricerca di Vegetti e i membri della collaborazione SHARP coinvolti nello studio

Vegetti sarà in grado di proseguire la sua ricerca in questa direzione, grazie alla posizione di ricercatrice permanente presso il Max Planck Institute di Garching, vicino a Monaco di Baviera. 

La Società Max Planck, una delle più prestigiose organizzazioni di ricerca scientifica in Germania e nel mondo, dispone di molti fondi e, soprattutto negli ultimi anni, promuove la presenza della componente femminile nella ricerca, anche grazie a posizioni come quella di Lise Meitner Group Leader, ottenuta da Vegetti.

“In Italia nelle scienze dure lavorano molte donne, mentre nei paesi nordici si fa più fatica ad attrarle e per questo esistono posizioni come la mia, dedicate specificamente alle ricercatrici”.

La vera differenza rispetto all’Italia, in ogni caso, sono i maggiori fondi disponibili per la ricerca in molti paesi esteri, anche se l’università italiana, soprattutto nell’ambito della fisica, secondo Vegetti continua a essere tra le migliori per quanto riguarda la formazione.

“Se potessi fare lo stesso lavoro che faccio qui, ma ad Aosta, tornerei sicuramente in Valle. A queste condizioni, però, penso che dovrò aspettare la pensione. Nel frattempo, mi piace visitare la famiglia nelle vacanze: ogni volta che torno mi rendo conto di quanto la Valle d’Aosta sia bella, anche se prima quasi non me ne accorgevo”.

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