Illustrazione artistica della struttura su larga scala della Via Lattea, per come la conosciamo finora. Le stelle e le regioni di formazione stellare sono in gran parte raggruppate nei bracci a spirale. Credits: NASA/JPL-Caltech
La struttura su larga scala della nostra galassia non è semplice da studiare, perché noi ci siamo dentro. Abbiamo un’idea approssimativa delle sue dimensioni, ma molte incognite restano ancora irrisolte; ne è un esempio la natura dei suoi bracci a spirale. Di recente, i ricercatori hanno scoperto che da uno dei bracci a spirale della Via Lattea, il braccio del Sagittario, sporge in fuori un agglomerato di nubi di gas e giovani stelle, come se il braccio avesse subito una “frattura”. Questa particolare struttura allunga il braccio di circa 3000 anni luce ed è la prima identificata con un orientamento così diverso da quello del braccio stesso.
“Questo ci ricorda che ci sono molte incertezze sulla struttura su larga scala della Via Lattea. Dobbiamo guardare i dettagli se vogliamo capire il quadro più ampio” afferma Robert Benjamin, astrofisico dell’Università del Wisconsin-Whitewater. “Questa struttura è un piccolo pezzo di Via Lattea, ma potrebbe dirci qualcosa di significativo sulla Galassia nel suo insieme”.
“Una proprietà chiave dei bracci a spirale è quanto strettamente si avvolgono attorno a una galassia” afferma Michael Kuhn, astrofisico del Caltech e autore principale del nuovo studio. Questa caratteristica è misurata studiando l’angolo di inclinazione del braccio. Un cerchio ha un angolo di inclinazione di 0 gradi; man mano che la spirale diventa più aperta, l’angolo di inclinazione aumenta.
Gli astronomi ritengono che le stelle appena formate e le nubi di gas e polveri in cui se ne formano di nuove si allineino con la forma dei bracci in cui risiedono. Tuttavia nei bracci a spirale di alcune galassie sembrano sporgere delle strutture con una diversa angolazione, una caratteristica mai individuata nella nostra Via Lattea fino ad oggi.
“La maggior parte dei modelli della Via Lattea suggerisce che il braccio del Sagittario formi una spirale con un angolo di inclinazione di circa 12 gradi” spiega Kuhn. Questo significherebbe che le nebulose e le stelle giovani sono allineate con il braccio di appartenenza. Tuttavia, l’astrofisico aggiunge: “La struttura che abbiamo esaminato si distingue davvero: ha un angolo di quasi 60 gradi“.
Gli autori dello studio hanno studiato il braccio del Sagittario utilizzando il telescopio spaziale Spitzer della NASA. Spitzer rileva la radiazione nella lunghezza d’onda dell’infrarosso, riuscendo a vedere oltre le nubi di gas e polvere all’interno delle quali si formano le stelle.
Per ottenere una visione 3D del segmento sporgente del braccio, gli scienziati hanno sfruttato anche gli ultimi dati rilasciati dalla missione Gaia dell’ESA che misura con precisione le distanze tra le stelle. I dati di Gaia hanno rivelato che la struttura sporgente dal braccio del Sagittario è composta da giovani stelle che si muovono quasi alla stessa velocità e nella stessa direzione attraverso lo spazio.
La struttura appena scoperta che sporge dal braccio del Sagittario, contiene quattro bellissime nebulose: la Nebulosa Aquila, all’interno della quale si trovano i Pilastri della Creazione, la Nebulosa Omega, la Nebulosa Trifida e la Nebulosa Laguna. Nel corso degli anni ’50 un team di astronomi aveva misurato approssimativamente la distanza di alcune stelle in queste nebulose. Da questi dati era stato possibile individuare il braccio del Sagittario, una delle prime prove della struttura a spirale della nostra Galassia.
Gli astronomi non sospettavano che nel braccio del Sagittario si trovasse una struttura con un’angolazione completamente diversa. Nel nuovo studio hanno fatto affidamento sui dati di Spitzer e Gaia, ma anche su un catalogo di oltre centomila stelle appena nate scoperte da Spitzer durante l’indagine sulla Via Lattea chiamata GLIMPSE (Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire). Sfruttando GLIMPSE è stato possibile studiare l’agglomerato di stelle appena nate e di nebulose sporgenti.
Non è ancora chiaro cosa sia a causare la formazione dei bracci a spirale in galassie come la Via Lattea. Studiando la nostra, gli astronomi mirano a capirlo e a comprenderne più a fondo la struttura.
Da questa particolare ricerca emerge che la capacità di misurare come si muovono le singole stelle torna utile. Infatti gli astri che appartengono al braccio dello studio probabilmente hanno tutte la stessa età. E sono stati influenzati alla stessa maniera dalle forze agenti nella galassia, come la forza di gravità o la rotazione stessa. Potrebbero quindi rivelarci altri importanti segreti sulla natura dei bracci, la loro storia, le loro imperfezioni e la loro bellezza.
Lo studio completo, pubblicato su Astronomy & Astrophysics, può essere trovato qui.
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