Uno sguardo dall’interno della Via Lattea

L’immagine che abbiamo della nostra galassia, la Via Lattea, è sfocata. Non potrebbe essere altrimenti visto che l’osserviamo dall’interno. Per questo sussistono ancora molti interrogativi sulla sua esatta forma, ad esempio, quanti bracci a spirale ha esattamente la Via Lattea? Dove si trova esattamente il sistema solare all’interno della galassia?

Alcuni studi recenti però hanno iniziato a mappare dall’interno la Via Lattea fornendoci un’immagine più accurata della galassia. Questa mappatura si avvale dei più moderni telescopi radio ed ottici disponibili. Gli astronomi hanno capito che siamo all’interno di una galassia a spirale misurando i movimenti del gas nelle varie parti del disco, quella grande parte centrale a forma di pancake della Via Lattea.

I tipi più comuni di galassie presenti nell’universo sono quelle a spirali e quelle ellittiche. Indizi importanti su come può essere la Via Lattea ci sono forniti dalla “vicina” NGC1300 distante circa 69 milioni di anni luce, nella costellazione di Eridano.

Nel cuore della struttura spirale di NGC 1300, il bulbo galattico mostra a sua volta una struttura a spirale, che è larga circa 3300 anni luce. Solo galassie con barre enormi sembrano avere questa proprietà, una spirale dentro un’altra spirale. Alcuni modelli suggeriscono che il gas nella barra può essere incanalato all’interno e che successivamente formando una spirale finisce nel nucleo, dove potrebbe alimentare un buco nero. La galassia ha un diametro approssimativamente di 150000 anni luce.

Le barre si osservano nella maggior parte delle galassie a spirale e si ritiene che si formino per instabilità gravitazionali all’interno del denso disco della galassia. I bracci a spirale tendono a brillare di luce azzurra per via di vivai stellari in cui si formano stelle di massa elevata.

Sulla quantità di bracci posseduti dalla Via Lattea c’è tutt’ora molta incertezza. In base alle osservazioni effettuate con il telescopio spaziale Spitzer potrebbero essere due. Osservazioni radio condotte sulla lunghezza d’onda dell’idrogeno atomico e del monossido di carbonio suggeriscono, invece, che i bracci della galassia potrebbero essere quattro.

Gli astronomi sono divisi anche su quanto sia lontano il Sole dal centro della galassia e quanto sia alto rispetto al piano mediano della Via Lattea. I cartografi galattici utilizzano un sistema di coordinate per la galassia vista dal Sole. Per analogia con il sistema utilizzato sulla Terra, la longitudine zero è nel centro galattico e aumenta in verso anti orario lungo il piano “equatoriale” della Via Lattea vista dall’emisfero settentrionale.

La latitudine galattica indica l’angolo al di sopra o al di sotto di questo piano. Questo metodo di mappatura però presenta lo svantaggio di non poche ambiguità e della mancanza di precisione per rivelare chiaramente le strutture a spirale della galassia.

Uno dei motivi del perché è così difficile mappare con precisione la galassia è che essa è piena di polvere che assorbe in modo efficiente la luce ottica e ci impedisce di vedere molto lontano. Un’alto motivo è la sua sterminata grandezza. La luce delle stelle dall’altra parte della galassia impiega più di 50.000 anni luce per giungere sulla Terra.

Nuovi telescopi e nuove missioni come GAIA, lanciata nel 2013, hanno il compito di misurare le distanze di oltre un miliardo di stelle della nostra galassia. Anche GAIA che utilizza per questa mappatura la luce ottica non ha accesso alle più recondite regioni della galassia a causa dello sbarramento effettuato dalle polveri.

Le onde radio invece non sono soggette a questa interferenza. Due importanti progetti di mappatura della Via Lattea utilizzano una tecnica radioastronomica detta interferometria a lunghissima base (VLBI).

In VLBI un segnale emesso da una radiosorgente, quale un quasar, viene raccolto da più radiotelescopi dislocati sulla Terra. Viene quindi calcolata la distanza tra i radiotelescopi del sistema rilevando la differenza di tempo del segnale sorgente in arrivo ai diversi telescopi. Questo consente di effettuare l’osservazione di un oggetto tramite molti radiotelescopi la cui risultante è una combinata simultanea, emulando così un telescopio di dimensioni pari alla massima distanza tra i telescopi del sistema.

I dati ricevuti da ogni antenna del sistema includono i tempi di arrivo sincronizzati con un orologio atomico locale, come un maser all’idrogeno. Il risultato è un’immagine digitale di quello che vedremmo se i nostri occhi fossero sensibili alle onde radio. Gli astronomi dei due progetti hanno accumulato circa 200 misurazioni che danno una buona copertura di circa un terzo della galassia.

Questi dati rivelano quattro bracci ininterrotti su grandi distanze. La mappa mostra anche che il Sole è vicino ad una quinta struttura chiamata Braccio Locale che sembra un frammento isolato di un braccio a spirale. Sulla base di questa nuova mappatura la distanza del Sole dal centro galattico è stimata dagli 8.000 agli 8.150 parsec (26.600 anni luce). Sensibilmente inferiore a quello di 8500 parsec precedentemente stimato.

Scopriamo inoltre che la Via Lattea ruota a 236 km al secondo, circa 8 volte la velocità con la quale la Terra orbita intorno al Sole. Sulla base di questi valori il Sole compie un giro della Via Lattea ogni 212 milioni di anni. La posizione del Sole rispetto al piano galattico è stimata a 25 parsec (82 anni luce) sopra il piano, ma studi recenti collocano la nostra stella appena 6 parsec sopra la mediana.

Alla luce delle recenti ricerche, a quanto pare, viviamo in una galassia a spirale con quattro bracci e al centro una barra luminosa dotata di un ragionevole grado di simmetria. Il Sole si trova quasi esattamente sul suo piano centrale ma lontano dal centro galattico, a circa due terzi di un raggio.

Oltre ai quattro bracci, la Via Lattea ha almeno un tratto di braccio aggiuntivo (il Braccio Locale) e probabilmente numerosi speroni. Le nuove conoscenze però non hanno sgombrato il campo di tutti i misteri irrisolti. Gli astronomi dibattono ancora su come si sono formati i bracci a spirale. Anche la data di nascita della Via Lattea è piuttosto incerta. Probabilmente la nostra galassia si è formata in tempi lunghissimi attraverso lo scontro e la fusione di molte piccole proto galassie. La Via Lattea come grande galassia ma con una forma sensibilmente diversa da quella attuale, risale con ogni probabilità a circa 5 miliardi di anni fa.

Per migliorare la conoscenza della nostra galassia saranno necessarie molte altre misurazioni e l’arrivo di strumenti ancora più potenti e sofisticati per infrangere le barriere dell’ignoto, ancora grandi, della nostra “grande casa”.

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