Tratto dal terzo catalogo di dati del satellite Gaia rilasciato nel giugno 2022
Tratto dal terzo catalogo di dati del satellite Gaia rilasciato nel giugno 2022, ci mostra la velocità "media" con cui 33,8 milioni di stelle si avvicinano o si allontanano da noi, a seconda della loro posizione sulla sfera celeste. © ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA
  • Categoria dell'articolo:Scienza
  • Ultima modifica dell'articolo:15 Febbraio 2023

Le stelle nel cielo si stanno muovendo rispetto a noi: alcune si stanno avvicinando – queste sono le aree scure nell’immagine; altri recedono – le aree luminose. In questa immagine vediamo l’intera sfera celeste. Il centro della nostra galassia, la Via Lattea, è al centro della figura, e il disco galattico si estende orizzontalmente.

I colori indicano la velocità “media” con cui 33,8 milioni di stelle (in gran parte appartenenti alla nostra Galassia, che ne contiene circa 200 miliardi in tutto) si stanno avvicinando o allontanando da noi.

La nostra Galassia, la Via Lattea

La Via Lattea è una galassia a spirale: ha la forma di un disco di circa 130.000 anni luce di diametro, la cui parte centrale presenta un rigonfiamento. Il nostro sistema solare fa parte del disco e dista circa 27.000 anni luce dal centro galattico. Dato che siamo all’interno della Via Lattea, possiamo studiarla in modo molto più dettagliato rispetto a qualsiasi altra galassia.

Il satellite Gaia è stato lanciato quasi 10 anni fa dall’Agenzia spaziale europea (ESA). Da allora, ha rivoluzionato la disciplina, che si concentra sulla comprensione della storia della nostra galassia, del suo funzionamento e delle sue interazioni con il suo ambiente.

Gaia è soprattutto un satellite “astrometrico“: misura ripetutamente le posizioni delle stelle sulla sfera celeste e ne deduce le distanze e le loro velocità trasversali (cioè le loro velocità nel piano perpendicolare alla linea di mira). Il terzo catalogo Gaia conteneva in particolare le distanze di quasi 1,5 miliardi di stelle – in confronto, il satellite Hipparcos, pioniere dell’astrometria spaziale, aveva reso possibile negli anni ’90 determinare le distanze di circa 118.000 stelle.

Alcune stelle si stanno allontanando da noi, altre si stanno avvicinando

Per descrivere compiutamente la velocità di una stella è necessario misurare, oltre alla velocità trasversale, la sua velocità di distanza o avvicinamento rispetto all’osservatore, detta anche “velocità radiale”.

Gaia esegue questa misurazione utilizzando uno spettrografo, uno strumento che separa i fotoni raccolti in base alla loro lunghezza d’onda (il loro colore). Gli spettri stellari presentano infatti delle “righe spettrali”, prodotte dagli elementi chimici presenti nelle atmosfere delle stelle. Quando una stella si allontana dall’osservatore, le sue linee sono spostate verso lunghezze d’onda maggiori, mentre quando si avvicina, le sue linee sono spostate verso lunghezze d’onda più corte (questo è l’effetto Doppler-Fizeau). La velocità radiale viene misurata misurando lo spostamento delle righe spettrali.

Cosa ci dice questa mappa della nostra Galassia?

Innanzitutto che le stelle del disco della Via Lattea sono in rotazione attorno al centro galattico (si parla di moto di rivoluzione). È questo movimento complessivo che produce l’alternanza di zone scure e luminose nella parte centrale della figura: le stelle situate nelle zone più interne della Galassia si muovono all’incirca alla stessa velocità del Sole nella sua orbita attorno al centro galattico (circa 250 chilometri al secondo), ma su orbite più brevi. Quelli dietro di noi sembrano quindi raggiungerci, mentre quelli davanti sembrano allontanarci.

Nelle zone esterne le orbite sono più lunghe e il fenomeno si inverte. Le stelle in orbite più interne impiegano in media meno tempo per completare una rivoluzione rispetto a quelle in orbite più esterne.

Questa immagine ci dice anche che la Via Lattea non è un sistema isolato, ma è circondata e interagisce con altre galassie vicine. Ad esempio, le due aree luminose in basso a destra dell’immagine sono due galassie chiamate Grande e Piccola Nube di Magellano. Situate nella nostra “vicina periferia”, distanti “solo” 160.000 e 200.000 anni luce, le loro velocità radiali (si allontanano dal Sole a circa 260 e 150 chilometri al secondo), molto diverse da quelle delle stelle prima del piano, fanno risaltano chiaramente per contrasto.

La rotazione galattica così come la diversità degli oggetti che circondano la Via Lattea erano ovviamente note prima di questa immagine, anche se la rotazione è qui rappresentata con un numero di stelle molto maggiore rispetto a prima. Tuttavia, ci sono ancora molte altre domande alle quali questo nuovo catalogo dovrebbe, ci auguriamo, fornire risposte. In che modo la barra e i bracci a spirale disturbano i movimenti delle stelle? Quante stelle, oggi catturate dalla nostra Galassia, sono nate in altre galassie? Lo sfruttamento del terzo catalogo Gaia è solo all’inizio.

Autore

David KatzOsservatorio di Parigi