Scienza

La Via Lattea pesa 1.500 miliardi di Soli

Una nuova stima della massa della Galassia elaborata dai dati del telescopio spaziale Hubble e del satellite GAIA.

La Galassia con la "G" maiuscola è la nostra galassia, che chiamiamo Via Lattea per quella scia luminescente di concentrazione stellare - un braccio della Galassia - che attraversa il cielo notturno sulle nostre teste. Un'isola nell'Universo composta da un numero imprecisato di miliardi di stelle (da 200 a 400 miliardi), e poi pianeti, gas e molto altro.

Stimarne la massa, ossia la quantità di materia che la compone, potrebbe sembrare un'impresa impossibile, e tuttavia negli ultimi anni in molti hanno lavorato a questo calcolo (senza giungere a risultati affidabili e condivisi). Per gli scienziati si tratta però di un'informazione importante, necessaria per altre misure su aspetti che vanno dalla nascita della Via Lattea alla sua evoluzione futura.

Adesso, combinando i dati delle osservazioni condotte con gli strumenti del telescopio spaziale Hubble (Nasa) e del satellite astrometrico GAIA (il Global Astrometric Interferometer for Astrophysics dell'Esa), un gruppo di astronomi propone una stima che sembra avere le carte in regola per essere adottata:

se si considera per la Galassia un raggio di 130.000 anni luce, la sua massa equivale a 1.500 miliardi di masse solari.

Lo studio, riportato su SAO/NASA Astrophysics Data System, è disponibile in versione integrale su arXiv (in PDF), la biblioteca scientifica della Cornell University.

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Ecco ciò che sappiamo o crediamo di sapere del nostro Universo: poco meno del 5% di ciò che esiste è 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 di un 68% circa di una ancora più misteriosa energia oscura, di cui non sappiamo dire altro che il nome.

La questione della materia oscura. Le stime precedenti oscillavano tra 500 miliardi e 3.000 miliardi di masse solari: un intervallo determinato dall'incertezza sulla massa e sulla distribuzione della materia oscura, ossia di quella materia che non vediamo e di cui non conosciamo nulla, anche se le attribuiamo un'azione gravitazionale sulla materia visibile.

Per la nuova stima, i ricercatori, coordinati da Laura Watkins (Space Telescope Science Institute di Baltimora, Usa), hanno basato il loro lavoro sulla misura delle velocità degli ammassi globulari lontani, ossia i densi ammassi di stelle che orbitano a grandi distanze attorno al disco della Galassia.

Proprio per il fatto che si trovano a grandi distanze dal centro galattico, gli ammassi globulari permettono agli astronomi di tracciare la massa della materia oscura nella nostra galassia - perché più è grande una galassia, più velocemente si muovono i suoi ammassi, spinti dalla forza di gravità della materia sia visibile sia oscura. Ora con i dati di GAIA e di Hubble si può determinare il movimento completo degli ammassi (in allontanamento, in avvicinamento e in movimento laterale) e ciò ha permesso di calcolare con precisione la loro velocità, e perciò anche la massa della Galassia.

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Vista frontale di una galassia a spirale, simile alla nostra, la Via Lattea: in base alle "nostre" leggi della gravitazione le stelle più esterne dovrebbero viaggiare a una velocità inferiore rispetto a quanto si osserva. Finora, solo ipotizzando gli effetti gravitazionali di un tipo di materia che non vediamo e di cui non conosciamo nulla (e che perciò chiamiamo "oscura") abbiamo potuto spiegare perché le stelle periferiche non sfuggano al centro gravitazionale galattico, data la loro elevata velocità orbitale. © Nasa / Hubble

Curiosità. Spesso si raffigura la Via Lattea come una galassia a spirale, simile ad esempio alla galassia di Andromeda. Come sappiamo che ha realmente questa forma? La risposta è più semplice di quel che si potrebbe immaginare. Oggi conosciamo molto bene la posizione delle stelle che osserviamo, grazie ai telescopi terrestri e spaziali, e ne conosciamo anche le traiettorie. Così è possibile posizionarle nello Spazio e nel tempo con estrema accuratezza rispetto al Sistema Solare: la proiezione di tutte queste "tracce" ci permette di definire la forma della Via Lattea con elevata precisione.

13 marzo 2019 Luigi Bignami
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