I cerchi colorati mostrano la distribuzione dei maser del metanolo e dell’acqua, con distanza misurata nel programma BeSSeL , sovrapposti ad una rappresentazione artistica della Via Lattea (crediti Robert Hurt, NASA). Sono usati colori differenti per evidenziare i diversi bracci a spirale tracciati
La Via Lattea, la nostra Galassia, è più estesa e massiccia di quanto finora ritenevamo, avvicinandosi così per conformazione e dimensione alla galassia di Andromeda, la maggiore tra le galassie che insieme alla nostra costituiscono il Gruppo Locale. Non solo: la sua velocità di rotazione è più alta del 10 per cento rispetto al valore oggi accettato. Questi sono alcuni dei risultati dello studio guidato da Ye Xu, dell’Accademia cinese delle Scienze e a cui ha partecipato il ricercatore dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) Luca Moscadelli. Il lavoro, pubblicato oggi su Science Advances, ci restituisce una nuova, accurata visione della nostra Galassia e della nostra posizione al suo interno, ottenuta grazie alle osservazioni nelle onde radio condotte con il Very Long Baseline Array (VLBA), una rete di 10 radiotelescopi dislocati negli Stati Uniti, nell’ambito del progetto internazionale BeSSeL (Bar and Spiral Structure Legacy).
Studiare la struttura e le caratteristiche della nostra Galassia è assai difficile poiché ci troviamo al suo interno. Basti pensare che ancora oggi non c’è accordo sul numero, posizione, orientazione e le proprietà dei bracci a spirale che compongono la Via Lattea. Occorre infatti misurare accuratamente la loro estensione fino ai confini estremi, riuscendo a penetrare dense nubi di polvere interstellare che assorbono la luce delle stelle distanti sul piano galattico. Per superare queste limitazioni, i ricercatori hanno utilizzato osservazioni nelle onde radio, che non sono assorbite dalla polvere interstellare, abbinate alla tecnica dell’interferometria a lunghissima linea di base: un metodo che combina i dati raccolti da più telescopi, riuscendo a produrre immagini con una risoluzione elevatissima. Tra il 2010 e il 2014 sono state effettuate numerose osservazioni durante ogni anno solare di due tipi di maser molecolari, ovvero intense sorgenti di radiazione molto concentrata alle lunghezze d’onda di 6,7 e 22 GHz, prodotte rispettivamente da molecole di metanolo e di acqua. «Alte concentrazioni di queste molecole sono comunemente osservate nelle nubi di gas interstellare intorno a giovani stelle in formazione» dice Moscadelli. «Poiché le nubi molecolari, dove si formano le stelle, si concentrano nei bracci a spirale delle galassie, ne consegue che questi maser molecolari sono ottimi traccianti dei bracci a spirale delle galassie. Inoltre, i maser molecolari hanno una struttura spaziale molto compatta e quindi sono ottimi strumenti per misure di posizione e velocità».
I dati raccolti ed elaborati dal team hanno permesso di determinare, per le oltre cento sorgenti maser studiate, le loro posizioni (direzione e distanza) e velocità 3-D (ovvero, sia la componente lungo la linea di vista, che quelle nel piano del cielo). Il quadro che ne emerge evidenzia la presenza di cinque segmenti di bracci a spirale. Essi sono, in ordine di raggio galattico crescente: Scudo, Sagittario, Locale, Perseo ed Esterno. Il lavoro appena pubblicato si concentra in particolare sul braccio Locale – ovvero quello dove è collocato il nostro Sistema solare – che in precedenza era considerato come una semplice protuberanza o una struttura secondaria. Invece i dati del progetto BesseL dimostrano che la sua estensione, forma e tasso di formazione stellare sono simili a quelli dei bracci a spirale più vicini a noi, ovvero Sagittario e Perseo. I nuovi dati rivelano anche la presenza di una protuberanza del braccio Locale che si estende fino al braccio del Sagittario.
Rappresentazione artistica della Via Lattea
Ma le informazioni ottenute non si fermano qui. Lo studio ha restituito la migliore stima della distanza del Sole dal centro galattico, fissata ora a 27200 anni luce, così come la velocità di rotazione galattica alla distanza del nostro sistema planetario: 240 chilometri al secondo, ovvero 864 mila chilometri orari, un valore superiore del dieci per cento a quanto finora ritenuto.
«Questa nuova stima ha una profonda rilevanza per le misure astrofisiche» sottolinea Moscadelli, in forza presso l’Osservatorio Astrofisico di Arcetri dell’INAF. «Poiché molte delle distanze stellari sono calcolate adottando un certo modello di rotazione Galattica, la variazione del modello di rotazione influenza tutte le distanze calcolate per via cinematica. Con i nostri risultati esse devono essere ridotte del 10 per cento. Di conseguenza, le luminosità stellari vanno riviste in basso del 20 per cento. Ma c’è un’altra importante implicazione: la massa della Via Lattea, che viene misurata sempre con metodi dinamici, risulta maggiore di un terzo delle stime attuali e si avvicina notevolmente a quella della galassia di Andromeda. All’interno del Gruppo Locale di Galassie, la Via Lattea non dovrebbe più essere considerata la sorella minore, ma piuttosto la gemella di Andromeda».
Le osservazioni del progetto BeSSeL, guidato da Mark Reid dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics negli Stati Uniti, si concluderanno entro quest’anno. Complessivamente le sorgenti maser osservate saranno più di 200, circa il doppio di quelle finora pubblicate. Questo consentirà di determinare con ancora maggiore precisione dimensione, velocità e massa della nostra Galassia.