Via Lattea: la misura precisa della sua massa realizzata grazie a Hubble e Gaia

La massa della Via Lattea è una delle misure fondamentali che gli astronomi possono effettuare sulla nostra casa galattica. Tuttavia, nonostante decenni di intensi sforzi, anche le migliori stime disponibili della massa della Via Lattea non sono d’accordo. Ora, combinando i nuovi dati della missione Gaia dell’Agenzia spaziale europea (ESA) con le osservazioni fatte con il telescopio spaziale Hubble della NASA / ESA, gli astronomi hanno scoperto che la Via Lattea pesa circa 1,5 trilioni di masse solari in un raggio di 129.000 anni luce dal centro galattico.

Metodi di misura e stime

Stime precedenti della massa della Via Lattea andavano da 500 miliardi a 3 trilioni di volte la massa del Sole. Questa enorme incertezza derivava principalmente dai diversi metodi usati per misurare la distribuzione della materia oscura, che costituisce circa il 90% della massa della galassia.

“Non siamo in grado di rilevare direttamente la materia oscura”, spiega Laura Watkins (European Southern Observatory, Germania), che ha guidato il team nell’esecuzione dell’analisi. “Questo è ciò che porta all’attuale incertezza sulla massa della Via Lattea – non puoi misurare con precisione ciò che non puoi vedere!”

La materia oscura

Data la natura elusiva della materia oscura, il team ha dovuto usare un metodo intelligente per pesare la Via Lattea, che si basava sulla misurazione delle velocità degli ammassi globulari – densi ammassi stellari che orbitano intorno al disco a spirale della galassia a grandi distanze.

“Più grande è una galassia, più velocemente i suoi costituenti si muovono sotto la spinta della sua gravità”, spiega N. Wyn Evans (Università di Cambridge, Regno Unito). “La maggior parte delle misurazioni precedenti ha rilevato la velocità con cui un cluster si avvicina o si allontana dalla Terra, ovvero la velocità lungo la nostra linea di vista, tuttavia siamo stati in grado di misurare anche il moto laterale dei cluster, da cui la velocità totale, e di conseguenza la massa galattica può essere calcolata”.

Il gruppo ha usato il secondo rilascio di dati di Gaia come base per il loro studio. La missione Gaia è stata progettata per creare una mappa tridimensionale precisa di oggetti astronomici in tutta la Via Lattea e per seguire i loro movimenti. Il suo secondo rilascio di dati comprende misurazioni di ammassi globulari fino a 65.000 anni luce dalla Terra.

“I cluster globali si estendono a una grande distanza, quindi sono considerati i migliori traccianti che gli astronomi possano usaree per misurare la massa della nostra galassia” ha affermato Tony Sohn (Space Telescope Science Institute, USA), che ha guidato le misurazioni di Hubble.

I dati del telescopio spaziale Hubble

Il team ha combinato questi dati con l’impareggiabile sensibilità e l’eredità osservativa di Hubble. Le osservazioni di Hubble hanno permesso di aggiungere allo studio ammassi globulari deboli e distanti, fino a 130.000 anni luce dalla Terra. Poiché Hubble ha osservato alcuni di questi oggetti per un decennio, è stato possibile monitorare accuratamente anche le velocità di questi cluster.

“Siamo stati fortunati ad avere una così grande combinazione di dati”, ha spiegato Roeland P. van der Marel (Space Telescope Science Institute, USA). “Combinando le misurazioni di Gaia di 34 ammassi globulari con misurazioni di 12 cluster più distanti fatte da Hubble, potremmo fissare la massa della Via Lattea in un modo che sarebbe impossibile senza questi due telescopi spaziali”.

Fino ad ora, non conoscere la massa precisa della Via Lattea ha presentato un problema per i tentativi di rispondere a molte domande cosmologiche. Il contenuto di materia oscura di una galassia e la sua distribuzione sono intrinsecamente legati alla formazione e alla crescita delle strutture nell’universo. Determinare con precisione la massa per la Via Lattea ci dà una comprensione più chiara di dove la nostra galassia si trova in un contesto cosmologico.

 

 

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