Gli ondeggiamenti delle stelle della Via Lattea, indotti da contatti tra galassie

Gaia, la missione di mappatura stellare dell’ESA, ha dimostrato che la nostra galassia, la Via Lattea, sta ancora sopportando gli effetti di una collisione avvenuta nei paraggi, che ha fatto sì che milioni di stelle si muovessero come increspature su uno stagno.

Probabilmente l’incontro ravvicinato è avvenuto negli ultimi 300-900 milioni di anni. È stato scoperto a causa del modello di movimento che ha dato alle stelle nel disco della Via Lattea – uno dei componenti principali della nostra galassia.

Le mappe di Gaia

Il modello è stato rivelato perché Gaia non solo misura con precisione le posizioni di oltre un miliardo di stelle, ma misura con precisione anche le loro velocità sul piano del cielo. Per un sottoinsieme di pochi milioni di stelle, Gaia ha fornito una stima delle velocità tridimensionali complete, consentendo uno studio del moto stellare con una combinazione di posizione e velocità, che è nota come “spazio delle fasi”.

Nello spazio delle fasi, i movimenti stellari hanno rivelato un modello interessante e totalmente inaspettato quando le posizioni delle stelle sono state tracciate in rapporto alle loro velocità. Teresa Antoja dell’Universitat de Barcelona, ​​in Spagna, che ha guidato la ricerca non poteva credere ai suoi occhi quando l’ha vista per la prima volta sullo schermo del suo computer.

Una forma in particolare attirò la sua attenzione. Era un modello a forma di guscio di lumaca, nel grafico che tracciava l’altezza delle stelle sopra o sotto il piano della Galassia in rapporto alla loro velocità nella stessa direzione. Non era mai stato visto prima.

“All’inizio le caratteristiche erano molto strane per noi”, dice Teresa. “Ero un po’ scioccata e ho pensato che ci potesse essere un problema con i dati perché le forme sono così chiare.”

Ma i dati di Gaia sono stati sottoposti a test di convalida multipli da parte dei team di Gaia Data Processing e Analysis Consortium in tutta Europa prima del rilascio. Inoltre, insieme ai collaboratori, Teresa ha eseguito molti test sui dati per cercare errori che potrebbero forzare tali forme. Tuttavia, l’unica conclusione che potevano trarre era che queste caratteristiche esistessero davvero nella realtà.

La pietra nello stagno

La ragione per cui non erano stati visti prima era perché la qualità dei dati di Gaia era un enorme passo avanti rispetto a quello che era venuto prima.

“Sembra che all’improvviso hai messo gli occhiali giusti e vedi tutte le cose che prima non erano visibili”, dice Teresa. Con la realtà della struttura confermata, è arrivato il momento di indagare sul motivo della sua presenza. “È un po’ come lanciare una pietra in uno stagno, che sposta l’acqua come onde e onde”, spiega Teresa.

A differenza delle molecole d’acqua, che si stabiliscono di nuovo, le stelle conservano un “ricordo” della perturbazione subita. Questo ricordo si trova nei loro movimenti. Dopo un po’ di tempo, anche se le increspature potrebbero non essere più facilmente visibili nella distribuzione delle stelle, sono ancora lì quando guardi alle loro velocità.

I ricercatori hanno cercato studi precedenti che avevano studiato una tale “miscelazione di fase” in altri contesti astrofisici e in situazioni di fisica quantistica. Sebbene nessuno avesse indagato su ciò che stava accadendo nel disco della nostra Galassia, le strutture erano chiaramente reminiscenti l’una dell’altra.

“Trovo che sia davvero sorprendente vedere questa forma di guscio di lumaca. È proprio come appare nei libri di testo”, dice Amina Helmi, Università di Groningen, Paesi Bassi, una collaboratrice del progetto e il secondo autore del documento.

Scontri tra galassie

Quindi la domanda successiva era che cosa avesse “colpito” la Via Lattea per provocare questo comportamento nelle stelle. Sappiamo che la nostra galassia è un cannibale. Cresce mangiando galassie più piccole e grappoli di stelle che poi si mescolano con il resto della Galassia. Ma non sembra essere questo il caso.

Quindi Amina ha ricordato i suoi studi e altri sulla galassia nana del Sagittario. Questa piccola galassia contiene alcune decine di milioni di stelle ed è attualmente in procinto di essere cannibalizzata dalla Via Lattea.

Il suo ultimo passaggio ravvicinato alla nostra galassia non si tramutò in un impatto. Questo sarebbe stato però sufficiente a far sì che la sua gravità perturbasse alcune stelle nella nostra Galassia, come una pietra che cade nell’acqua.

Il punto è che le stime sull’ultimo incontro ravvicinato del Sagittario con la Via Lattea la collocano tra 200 e 1000 milioni di anni fa, che è quasi esattamente ciò che Teresa e colleghi hanno calcolato come origine per l’inizio del modello a forma di guscio di lumaca.

Finora, tuttavia, l’associazione della funzione di guscio di lumaca con la galassia nana del Sagittario si basa su semplici modelli e analisi di computer. Il prossimo passo è quello di esaminare più approfonditamente il fenomeno per acquisire altre conoscenze sulla Via Lattea.

Gli scienziati intendono studiare questo incontro galattico e la distribuzione della materia nella Via Lattea, utilizzando le informazioni contenute nella forma della conchiglia. Una cosa è certa. C’è molto lavoro da fare.

“La scoperta è stata facile; le interpretazioni più difficili. E la piena comprensione del suo significato e delle sue implicazioni potrebbe richiedere diversi anni.” Dice Amina.

 

 

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