Quanto è massiccia la Via Lattea?

Allontanati dalle luci della città, guarda in alto e vedrai una delle meraviglie del cielo notturno: le luminose bande di stelle che formano la galassia della Via Lattea. La nostra casa galattica è vasta e bella, ma restano molti misteri a riguardo.

Ad esempio, nonostante decenni di tentativi, gli astronomi devono ancora determinare esattamente quanto pesa la nostra galassia, con stime che vanno da 700 miliardi a 2 trilioni di volte la massa del nostro sole.

Pesare una galassia, specialmente mentre ci vivi, non è un compito facile. “È come cercare di fare un censimento della popolazione degli Stati Uniti, ma non puoi usare Internet e non puoi lasciare la città in cui vivi”, ha detto l’astronomo Ekta Patel dell’Università dell’Arizona a Tucson a Live Science. Nessuno può poggiare la Via Lattea su una bilancia cosmica e leggerne semplicemente il risultato.

Parte del problema è che la maggior parte della massa di una galassia è invisibile. La materia oscura , una sostanza enigmatica che non emette alcuna luce, costituisce circa l’85% della nostra Via Lattea, ha detto Patel. Quindi semplicemente contare le stelle nella nostra galassia non ti porterà molto lontano.

Pertanto, i ricercatori di solito guardano l’orbita di un oggetto celeste, ha detto Patel. Il metodo si basa sulle equazioni di gravità derivate da Isaac Newton più di 300 anni fa, che indicano che la velocità e la distanza a cui un corpo più piccolo ruota attorno a una più grande è correlata alla massa dell’oggetto più grande.

Un metodo, utilizzato in uno studio del 2017 pubblicato su The Astrophysical Journal , è quello di guardare piccole galassie satelliti a centinaia di migliaia di anni luce di distanza che percorrono la Via Lattea proprio come i pianeti orbitano attorno a una stella. Ma c’è un problema con queste galassie satellitari. “Le loro orbite sono lunghe miliardi di anni”, ha detto Patel, il che significa che dopo pochi anni, si saranno a malapena spostati e i ricercatori non sono in grado di determinare facilmente la loro velocità orbitale. 

In uno studio pubblicato a giugno su The Astrophysical Journal , Patel e i suoi colleghi hanno provato un nuovo metodo per pesare la galassia. Hanno esaminato simulazioni di supercomputer di universi virtuali, che possono riprodurre molti aspetti del nostro cosmo e hanno cercato di trovare esempi di piccole galassie che orbitano quelle più grandi.

Circa 90.000 di queste galassie satellitari simulate sono state quindi confrontate con i dati relativi a nove galassie reali in orbita attorno alla Via Lattea. Il team ha scelto quelli le cui proprietà orbitali si avvicinavano di più alle vere galassie satelliti e guardavano la massa della galassia simulata che percorrevano.

Questo ha dato loro una stima abbastanza buona della vera massa della nostra galassia, che ha raggiunto un valore di 960 miliardi di volte la massa del Sole . Patel ha detto che il suo risultato si trova nel bel mezzo della maggior parte dei precedenti, anche se c’è ancora spazio per una maggiore precisione. Ciò verrebbe probabilmente dal satellite Gaia dell’Agenzia spaziale europea, che recentemente ha fornito misurazioni estremamente buone delle proprietà orbitali di 30 galassie nane deboli in orbita attorno alla Via Lattea. Usare questi dati insieme alle simulazioni cosmologiche per mettere a punto la misurazione del peso è “sulla mia lista delle cose da fare”, ha detto Patel.

Conoscere la massa della galassia aiuterebbe gli astronomi con molte cose, ha detto Patel. Per prima cosa, gli astronomi sarebbero in grado di calcolare meglio le orbite delle galassie satellitari poiché queste dipendono dalla massa della Via Lattea. Le galassie più pesanti hanno anche più satelliti in orbita, e finora i telescopi hanno individuato circa 50 galassie che girano attorno alla Via Lattea. Poiché non sappiamo esattamente quanto pesa la galassia, gli scienziati non sono sicuri di quante galassie satelliti si aspettino di trovare. Infine, il vero peso della Via Lattea aiuterebbe i ricercatori a sapere quale proporzione della sua massa è la materia oscura rispetto alla materia normale.

Patel è fiducioso che studi futuri e dati migliori finiranno per definire questo sconosciuto inafferrabile.

“Penso che nei prossimi 10 o 20 anni avremo una risposta migliore”, ha detto.

Originariamente pubblicato su Live Science 

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