Due prospettive del superammasso Laniakea. La superficie esterna mostra la regione dominata dalla gravità di Laniakea. Crediti: SDvision interactive visualization software by DP at CEA/Saclay, France.
R. Brent Tully dell’Istituto di Astronomia dell’Università delle Hawaii, vincitore nel 2014 dei prestigiosi Gruber Cosmology Prize e Victor Ambartsumian International Prize, ha guidato un team internazionale di astronomi per stabilire quali siano i contorni dell’immenso superammasso di galassie del quale fa parte anche la nostra Via Lattea.
Tully, già autore nel 1977 insieme a J. Richard Fisher dello studio “A New Method of Determining Distances to Galaxies” e nel 1988 del libro “The Nearby Galaxies Catalog” – una mappa in 3D delle 68.000 galassie più vicine alla Terra – aggiunge così un altro importante tassello alla sua carriera di specialista in astrofisica delle galassie, lo studio pubblicato è infatti la notizia di copertina della prestigiosa rivista Nature del 4 settembre.
Il superammasso di galassie studiato è stato battezzato con l’evocativo nome hawaiano Laniakea il cui significato letterale è “immenso Paradiso”. Le galassie non sono infatti distribuite casualmente attraverso l’universo, si trovano piuttosto in raggruppamenti, come quello all’interno del quale ci troviamo, che comprende dozzine di galassie, ed in enormi ammassi di centinaia di galassie interconnesse in una ragnatela di filamenti lungo i quali si posizionano come gocce di rugiada. Nei punti in cui questi filamenti si intersecano possiamo trovare enormi strutture chiamate “superammassi”.
I ricercatori propongono un modo nuovo per valutare e analizzare queste strutture a grande scala, esaminando quello che è il loro impatto sul moto delle galassie. Una galassia che si trovi tra due di queste strutture sarà coinvolta in una sorta di tiro alla fune gravitazionale nel quale il movimento della galassia stessa sarà determinato dall’equilibrio delle forze gravitazionali delle strutture che la circondano. Attraverso la mappatura della velocità delle galassie nella nostra porzione di universo il team di ricerca ha potuto definire la regione di spazio su cui ogni superammasso influisce.
La Via Lattea si trova ai margini di uno di questi superammassi la cui estensione è stata misurata per la prima volta in modo accurato con la nuova tecnica elaborata dai ricercatori del team di Tully. Il superammasso in questione, ribattezzato Laniakea, ha un diametro di 500 milioni di anni luce e contiene una massa pari a 10¹⁷ (cento milioni di miliardi) quella del Sole distribuiti in centomila galassie.
Lo studio chiarisce il ruolo del Grande Attrattore, un’anomalia gravitazionale al centro del superammasso locale, che attrae le galassie di una regione circostante grande centinaia di milioni di anni luce e che da 30 anni impegna lo studio degli astronomi. Con la sua enorme massa pari a decine di migliaia di galassie esercita una irresistibile attrazione gravitazionale per le galassie della Via Lattea e per milioni di altre galassie. All’interno del superammaso Laniakea i moti sono diretti verso l’interno, come flussi d’acqua che assumono un percorso discendente all’interno di una vallata. La regione del Grande Attrattore si configura come un grande avvallamento gravitazionale di fondo con una sfera di attrazione che si estende attraverso il superammasso stesso.
«La chiave del lavoro e’ l’utilizzo dei moti propri delle galassie (‘velocita’ peculiari’ in linguaggio tecnico) per ricostruire le corrispondenti disomogeneita’ nella distribuzione della materia» commenta Luigi Guzzo, dell’INAF – Osservatorio Astronomico di Brera, coordinatore generale del progetto VIPERS. «Sono proprio queste disomogeneità, ovvero picchi e valli nella distribuzione di massa, ad originare i moti propri delle galassie. Invece di mappare la distribuzione della materia luminosa che vediamo sotto forma di galassie (come con VIPERS), qui si utilizzano i moti per “vedere” indirettamente tutta la materia, anche quella oscura».
«Queste misure sono molto dispendiose, poiché richiedono di ricavare per ogni galassia sia lo ‘spostamento verso il rosso’ (redshift) delle righe spettrali (che contiene l’effetto combinato dell’espansione dell’Universo e della velocità peculiare che si vuole estrarre), sia la distanza dell’oggetto (attraverso indicatori di distanza appositamente calibrati). Per questo la tecnica e’ applicabile solo nell’Universo ‘locale’. Combinando nuove misure e dati dalla letteratura, Brent Tully e collaboratori hanno costruito un catalogo estremamente denso di queste misure di velocità di galassie, campionando molto finemente il campo di velocità entro un raggio di 130 milioni di anni luce (40 Mpc), ma spingendosi in modo più sparso fino a distanze quasi dieci volte maggiori.
«Come mostrato in modo spettacolare dalle immagini e le animazioni allegate all’articolo su Nature, il campo di velocità così costruito definisce quelli che potremmo chiamare dei “bacini imbriferi” entro i quali la “pioggia di galassie” converge tutta verso una regione primaria di attrazione gravitazionale» aggiunge Guzzo. «Il bacino di attrazione cui appartiene la nostra Galassia e’ quello che e’ stato battezzato “LANIAKEA” dagli autori del lavoro. E’ interessante notare come la nostra posizione sia molto vicina ad uno “spartiacque”, ovvero al confine con un bacino imbrifero adiacente, quello del super-ammasso di Perseus-Pisces. Questo lavoro fornisce anche un’evidente dimostrazione dell’importanza dell’utilizzo di nuove tecniche di visualizzazione nell’analisi e interpretazione dei dati cosmologici 3D».
Il nome Laniakea è stato suggerito da Nawa‘a Napoleon, un linguista dell’Università delle Hawaii, ed è stato dato al superammasso in onore ai navigatori polinesiani che grazie alla loro profonda conoscenza dei cieli riuscivano ad orientarsi e a navigare nell’immensa distesa dell’Oceano Pacifico.
Coautori dello studio sono Hélène Courtois dell’Università Claude Bernard di Lione, Yehuda Hoffman del Racah Institute of Physics dell’Università Ebraica di Gerusalemme e Daniel Pomarède dell’Istituto di Ricerca sulle leggi fondamentali dell’ Universo del Centro Saclay.
Un breve video riferito al superammasso Laniakea che può dare allo spettatore un idea generale del superammasso nel quale ci troviamo e dei moti galattici nel vicino universo è disponibile all’indirizzohttp://vimeo.com/104704518, una versione più lunga che correda lo studio pubblicato su Nature è disponibile all’indirizzo http://irfu.cea.fr/laniakea.