Una proiezione in 3D stima la dimensione della Via Lattea

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Ecco la massa complessiva della Via Lattea. Millecinquecento miliardi di masse solari: è questa la massa totale della nostra galassia secondo un nuovo studio che ha combinato le osservazioni della missione Gaia dell’ESA con quelle del telescopio spaziale Hubble dell’ESA/NASA. La misura pone fine a un’incertezza che durava da tempo e consentirà di inserire meglio la Via Lattea nel contesto cosmologico.

A quanto ammonta la massa complessiva della Via Lattea? Secondo una nuova stima, ottenuta combinando i dati del telescopio spaziale Hubble dell’ESA/NASA e della missione Gaia dell’ESA, si tratta di 1500 miliardi di masse solari, in un raggio di circa 129.000 anni luce dal centro galattico.

La misura, annunciata in un articolo in via di pubblicazione sull’“Astrophysical Journal”, arriva dopo decenni di tentativi di stimare questa grandezza fondamentale, tentativi che si sono scontrati spesso con la difficoltà intrinseca di determinare la distribuzione della materia oscura.

Infatti, anche se rappresenta la maggior parte della massa dell’universo, la materia oscura non può essere osservata direttamente e si manifesta solo tramite l’interazione gravitazionale con la materia ordinaria. I metodi utilizzati per calcolarla sono talmente diversi tra loro che avevano fornito per la massa complessiva della Via Lattea solo un ampio intervallo di misure: da un valore minimo di 500 miliardi di masse solari a un massimo di 3000 miliardi.

Illustrazione della struttura della Via Lattea: si distinguono il disco a spirale, l'alone e il nucleo al centro. Verso la periferia sono rappresentati gli ammassi globulari (Credit: NASA, ESA and A. Feild -STScI)
Illustrazione della struttura della Via Lattea: si distinguono il disco a spirale, l’alone e il nucleo al centro. Verso la periferia sono rappresentati gli ammassi globulari (Credit: NASA, ESA and A. Feild -STScI)

In questo caso, i ricercatori hanno scelto un metodo ingegnoso di valutazione della massa che si basa sulle velocità degli ammassi globulari.

Questi sono densi aggregati che contengono le stelle più antiche della galassia, formatesi poche centinaia di milioni di anni dopo il big bang, cioè prima del disco più interno della Via Lattea. Proprio per questa loro antica origine, gli ammassi globulari orbitano a grandi distanze dal centro della galassia, il che consente una stima abbastanza precisa della materia oscura e quindi di ricavare la massa complessiva.

“Più grande è una galassia, più velocemente si muovono i suoi ammassi globulari sotto la spinta della sua gravità”, ha spiegato N. Wyn Evans, dell’università di Cambridge, coautore dell’articolo. “La maggior parte delle misurazioni precedenti ha rilevato la velocità con cui un ammasso si avvicina o si allontana dalla Terra, cioè la velocità con cui si muove lungo la nostra linea di vista; ora però è possibile misurare anche il moto degli ammassi in senso laterale e dedurre così la loro velocità reale, in tre dimensioni, e infine calcolare più accuratamente la massa della galassia nel suo complesso”.

In questo studio gli autori hanno combinato i dati di Gaia con quelli di Hubble, che forniscono misurazioni complementari. Gaia è una missione progettata espressamente per realizzare una precisa mappa tridimensionale degli oggetti astronomici nella nostra galassia e per tracciarne il movimento. E tra questi dati ci sono anche le misurazioni di 34 ammassi globulari distanti fino a 65.000 anni luce dalla Terra. Hubble ha un campo di osservazione molto più limitato ma più profondo, da cui sono stati ricavati i dati relativi agli ammassi più distanti, fino a 130.000 anni luce dalla Terra.

Una spettacolare vista della Via Lattea sopra le Dolomiti (AGF)
Una spettacolare vista della Via Lattea sopra le Dolomiti (AGF)

“Mettendo insieme le misurazioni di Gaia con quelle di Hubble siamo riusciti a stimare la massa della Via Lattea in un modo che sarebbe impossibile senza questi due telescopi”, ha commentato Roeland P. van der Marel, ricercatore dello Space Telescope Science Institute, coautore dell’articolo.

Offrendo una più chiara comprensione della struttura della nostra galassia, la nuova misura contribuisce anche a spiegare come si  inserisce nel contesto dell’universo. “Ora possiamo fare dei confronti con le simulazioni di galassie nell’universo in evoluzione”, ha concluso van der Marel. “Non conoscere la massa precisa della Via Lattea era un problema per molte questioni cosmologiche”.

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