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Quanto è grande la Via Lattea?

Nuovi studi sulla distribuzione della materia oscura ai confini della Via Lattea estendono la lunghezza del suo diametro a circa 1,9 milioni di anni luce: 7 volte più di quel che si pensava.

Quando ci si trova nel bel mezzo del mare è difficile riuscire a capire quanto sia grande, ma la cosa cambia se quel mare lo si guarda dall'alto. Questo vale anche per gli astronomi che cercano di dare una precisa dimensione alla nostra Galassia, la Via Lattea, il mare di stelle che include anche il nostro Sistema Solare - e dal momento che ci siamo dentro ecco che torniamo al punto di partenza: è molto arduo stimarne le dimensioni.

Fino a non molto tempo fa si ipotizzava che il diametro maggiore della galassia a spirale che abitiamo potesse essere di 200.000 anni luce. L'anno scorso, grazie a GAIA, il satellite astrometrico dell'ESA che ha rilevato caratteristiche e distanze di milioni di stelle, la misura della lunghezza del diametro della Galassia è stata rivista a 260.000 anni luce. Ma la Via Lattea non termina là dove finiscono le stelle: gas, materia oscura e la stessa influenza gravitazionale ci dicono che i confini devono essere ben più distanti. Quanto distanti?

Uno studio internazionale coordinato dall'astrofisica Alis Deason (Durham University, UK), pubblicato su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (disponibile su arXiv) suggerisce che il confine si trovi a 1,9 milioni di anni luce, ben sette volte le dimensioni finora ipotizzate, un limite emerso dallo studio degli effetti della materia oscura sulla materia ordinaria. L'esistenza della materia oscura (materia di cui non siamo ancora riusciti a definire le caratteristiche) è dimostrata dai moti delle stelle che si trovano ai bordi del disco galattico, molto più veloci di ciò che dovrebbe essere se l'azione gravitazionale della Galassia fosse indotta solamente dalla materia ordinaria e visibile.

Tutto quello che sappiamo dell'Universo
Tutto quello che sappiamo dell'Universo è riassunto nello spicchio gallo di questo grafico a torta: poco meno del 5% di tutto. Questa misera quantità corrisponde a ciò che chiamiamo materia ordinaria: nebulose, galassie, stelle, pianeti, noi stessi... Di tutto il resto sappiamo dire solo che dovrebbe esserci un 27% circa (in energia) di materia oscura (che corrisponde all'85% di tutta la materia che supponiamo esistere), e un 68% circa di una ancora più misteriosa energia oscura, di cui non sappiamo nulla. Per approfondire: nebbia sulla materia oscura.

Deason e i suoi collaboratori hanno condotto elaborate simulazioni sulle possibili dimensioni degli aloni di materia oscura attorno alla nostra galassia e attorno ad altre galassie del Gruppo Locale - un piccolo gruppo di galassie che comprende anche la Via Lattea, all'interno di una sfera di circa 9,8 milioni di anni luce. In particolare si sono concentrati sulla Via Lattea e su Andromeda (la galassia M31), la nostra grande vicina, con la quale ci scontreremo tra 4,5 miliardi di anni: ora distano l'una dall'altra circa 2,5 milioni di anni luce, abbastanza vicine da interagire gravitazionalmente.

Utilizzando diverse simulazioni, i ricercatori hanno modellato l'alone di materia oscura delle due galassie in modo tale da spiegare il moto delle stelle più lontane e anche il movimento delle galassie nane che ruotano attorno a Via Lattea e Andromeda: è questo che ha permesso di definire l'effettiva area di influenza della Via Lattea, «un risultato», afferma Deason, «che potrà essere raffinato ancor di più, ora che sappiamo di avere un modello valido - che potrà essere applicato anche ad altre galassie del Gruppo Locale».

20 agosto 2020 Luigi Bignami
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