Il satellite Gaia dell’ESA ha guardato oltre la nostra galassia ed esplorato altre due galassie vicine a noi, per rivelare i moti stellari che porteranno in futuro ad una loro collisione. I risultati sono stati sorprendenti.
La nostra Via Lattea appartiene a un grande insieme di galassie noto come il Gruppo Locale e, insieme alle galassie di Andromeda e Triangolo – indicate anche come M31 e M33, rispettivamente – costituisce la maggior parte della massa del gruppo.
Gli astronomi sospettano da tempo che Andromeda un giorno si scontrerà con la Via Lattea, rimodellando completamente il nostro vicinato cosmico. Tuttavia, i movimenti tridimensionali delle galassie del Gruppo Locale sono rimasti poco chiari, dipingendo un’immagine incerta del futuro della Via Lattea.
I movimenti delle galassie in 3D
“Avevamo bisogno di esplorare i movimenti delle galassie in 3D per scoprire come sono cresciuti e si sono evoluti, e cosa crea e influenza le loro caratteristiche e comportamenti”, dice l’autore principale Roeland van der Marel dello Space Telescope Science Institute di Baltimora, USA. “Siamo stati in grado di farlo utilizzando il secondo pacchetto di dati di alta qualità rilasciato da Gaia.”
Gaia sta attualmente costruendo la mappa 3D più precisa delle stelle nell’Universo vicino e sta rilasciando i suoi dati per gradi. I dati della seconda versione, realizzati nell’aprile 2018, sono stati utilizzati in questa ricerca.
Interazioni reciproche
Precedenti studi sul Gruppo Locale hanno combinato osservazioni dai telescopi, incluso il Telescopio Spaziale Hubble della NASA / ESA e il Very Long Baseline Arrayper, capire come le orbite di Andromeda e Triangulum sono cambiate nel tempo. Le due galassie a spirale a forma di disco si trovano tra 2,5 e 3 milioni di anni luce da noi e sono abbastanza vicine l’una all’altra da poter interagire.
Sono emerse due possibilità: o Triangulum si trova su un’orbita incredibilmente lunga, di sei miliardi di anni, intorno ad Andromeda, ma in passato è già passata al suo interno, o è attualmente al suo primo ingresso. Ogni scenario riflette un diverso percorso orbitale, e quindi una diversa storia di formazione e futuro per ciascuna galassia.
I movimenti delle stelle all’interno delle galassie
Mentre Hubble ha ottenuto la vista più nitida sia di Andromeda che di Triangulum, Gaia misura la posizione individuale e il movimento di molte delle loro stelle con un’accuratezza senza precedenti.
Copyright ESA/Gaia (star motions); NASA/Galex (background image); R. van der Marel, M. Fardal, J. Sahlmann (STScI)
“Abbiamo analizzato i dati di Gaia per identificare migliaia di singole stelle in entrambe le galassie e studiato come queste stelle si sono spostate all’interno delle loro case galattiche”, aggiunge il co-autore Mark Fardal, dello Space Telescope Science Institute.
“Mentre Gaia mira principalmente a studiare la Via Lattea, è abbastanza potente da individuare le stelle particolarmente massicce e luminose all’interno delle vicine regioni che formano le stelle – anche nelle galassie al di là delle nostre.”
I movimenti stellari misurati da Gaia non solo rivelano come ciascuna delle galassie si muove attraverso lo spazio, ma anche come ciascuna di esse ruota intorno al proprio asse.
Un secolo fa, quando gli astronomi cercavano per la prima volta di comprendere la natura delle galassie, queste misure di spin erano molto ricercate, ma non potevano essere ottenute con i telescopi disponibili al momento.
“Ci è voluto un osservatorio avanzato come Gaia per poterlo finalmente fare”, dice Roeland. “Per la prima volta, abbiamo misurato il modo in cui M31 e M33 ruotano in cielo. Gli astronomi erano soliti vedere le galassie come mondi raggruppati che non potevano essere separate “isole”, ma ora abbiamo un’idea differente.
“Ci sono voluti 100 anni e Gaia per misurare finalmente la vera, minuscola velocità di rotazione della galassia più vicina a noi, M31. Questo ci aiuterà a capire di più sulla natura delle galassie.”
Il percorso di Triangulum
Combinando le osservazioni esistenti con i nuovi dati di Gaia, i ricercatori hanno determinato il modo in cui Andromeda e Triangulum si muovono attraverso il cielo e hanno calcolato il percorso orbitale di ciascuna galassia sia indietro che in avanti nel tempo, per miliardi di anni.
“Le velocità che abbiamo trovato mostrano che M33 non può essere su un’orbita lunga intorno a M31”, afferma il co-autore Ekta Patel dell’Università dell’Arizona, USA. “I nostri modelli implicano unanimemente che M33 deve essere al suo primo ingresso nella M31.”
Mentre la Via Lattea e Andromeda sono ancora destinate a scontrarsi e fondersi, anche la tempistica e la distruttività dell’interazione sono probabilmente diverse da quelle previste.
Impatto fatale
Dato che il moto di Andromeda differisce in qualche modo dalle stime precedenti, la galassia probabilmente produrrà un colpo di striscio alla Via Lattea piuttosto che una collisione frontale. Ciò avverrà non tra 3,9 miliardi di anni come previsto inizialmente, ma tra 4,5 miliardi.
“Questa scoperta è cruciale per la nostra comprensione di come le galassie si evolvono e interagiscono”, dice Timo Prusti, ESA Gaia Project Scientist.
“Gaia è stato progettato principalmente per la mappatura delle stelle all’interno della Via Lattea, ma questo nuovo studio mostra che il satellite sta superando le aspettative e può fornire una visione unica della struttura e delle dinamiche delle galassie. Più Gaia osserva i piccoli movimenti di queste galassie attraverso il cielo, più precise saranno le nostre misurazioni.”
