Un gruppo di stelle e nubi di formazione stellare è stato trovato sporgere dal braccio del Sagittario della Via Lattea. L’inserto mostra le dimensioni della struttura e la distanza dal Sole. Ogni stellina arancione indica regioni di formazione stellare che possono contenere da dozzine a migliaia di stelle. Crediti: Nasa/Jpl-Caltech
Conoscerete il detto Devil is in the details. La sua origine è antichissima e si pensa derivi dalla forma le bon Dieu est dans le détail, generalmente attribuita a Gustave Flaubert. La frase ci ricorda che più si esamina qualcosa, più si guardano i dettagli, più si apprezza la sua complessità e ci si avvicina alla verità. Vale anche per la sua accezione più negativa, quella che richiama il diavolo: una cosa può sembrare semplice all’inizio o in superficie, ma quando la si osserva nel dettaglio può emergere una complessità che richiede molto più tempo e sforzi per essere compresa.
Pare che questo sia il caso della Via Lattea, dove gli scienziati – studiandone i dettagli con lo Spitzer Space Telescope della Nasa e la missione Gaia dell’Esa – hanno individuato per la prima volta una strana caratteristica: un “contingente” di giovani stelle e nubi di gas che sporge da uno dei suoi bracci a spirale, come una scheggia che spunta da un’asse di legno. Lunga circa 3000 anni luce, è la prima grande struttura identificata con un orientamento così drasticamente diverso da quello del braccio.
Gli astronomi hanno un’idea approssimativa delle dimensioni e della forma dei bracci della Via Lattea, ma molto rimane sconosciuto poiché non è possibile vedere l’intera struttura visto che la Terra è al suo interno. È come cercare di disegnare una mappa di Roma stando dentro al Colosseo. Non è possibile misurare le distanze in modo abbastanza preciso da sapere se due edifici si trovavano nello stesso isolato o a poche strade di distanza… o sperare di vedere fino al grande raccordo anulare, con così tanti edifici lungo la linea di vista.
Per saperne di più, gli autori del nuovo studio si sono concentrati su una porzione vicina di uno dei bracci della Galassia, il Braccio del Sagittario. Utilizzando lo Spitzer Space Telescope – prima del suo pensionamento, avvenuto nel gennaio 2020 – hanno cercato stelle neonate, annidate nelle nebulose di gas e polvere in cui si formano. Spitzer rilevava la luce infrarossa che può penetrare in quelle nubi, mentre la luce visibile viene bloccata.
Si pensa che le giovani stelle e le nebulose siano strettamente allineate con la forma dei bracci in cui risiedono. Per ottenere una vista 3D del segmento del braccio, gli scienziati hanno utilizzato gli ultimi dati rilasciati dalla missione Gaia per misurare con precisione le distanze delle stelle. I dati combinati hanno rivelato che la struttura lunga e sottile associata al braccio del Sagittario è composta da giovani stelle che si muovono quasi alla stessa velocità e nella stessa direzione attraverso lo spazio.
«Una proprietà chiave dei bracci a spirale è quanto strettamente si avvolgono attorno alla galassia», spiega Michael Kuhn, astrofisico del Caltech e primo autore dello studio. Questa caratteristica è misurata dall’angolo di pitch del braccio, l’angolo tra la tangente al braccio della spirale in un punto e la tangente al cerchio passante per lo stesso punto. Un cerchio ha un angolo di pitch di 0 gradi e man mano che la spirale diventa più aperta, l’angolo di pitch aumenta. «La maggior parte dei modelli della Via Lattea suggerisce che il braccio del Sagittario formi una spirale con un angolo di pitch di circa 12 gradi, ma la struttura che abbiamo esaminato si distingue con un angolo di quasi 60 gradi».
Strutture simili – a volte chiamate speroni o piume – sono state trovate nei bracci di altre galassie a spirale. Per decenni gli scienziati si sono chiesti se anche i bracci a spirale della nostra Via Lattea ne avessero, e ora ne è stata trovata una.
La caratteristica appena scoperta contiene quattro nebulose note per la loro bellezza mozzafiato: la Nebulosa Aquila (al cui interno si trovano i famosi Pilastri della Creazione), la Nebulosa Omega, la Nebulosa Trifida e la Nebulosa Laguna. Negli anni ’50, un team di astronomi effettuò misurazioni approssimative della distanza di alcune delle stelle in queste nebulose e fu in grado di dedurre l’esistenza del braccio del Sagittario. Il loro lavoro ha fornito alcune delle prime prove della struttura a spirale della nostra galassia.
Da sinistra sono mostrate le nebulose Aquila, Omega, Trifida e Laguna, riprese dal telescopio spaziale Spitzer della Nasa. Queste nebulose fanno parte di una struttura all’interno del braccio del Sagittario della Via Lattea che sporge dal braccio con un’angolazione molto elevata. Crediti: Nasa/Jpl-Caltech
«Le distanze sono tra le cose più difficili da misurare in astronomia», ha affermato il coautore Alberto Krone-Martins, astrofisico e docente di informatica presso l’Università della California, Irvine e membro del Gaia Data Processing and Analysis Consortium (Dpac). «Sono solo le recenti misurazioni dirette della distanza da parte di Gaia che rendono così evidente la geometria di questa nuova struttura».
Nel nuovo studio, i ricercatori si sono basati anche su un catalogo di oltre centomila stelle appena nate scoperte da Spitzer in un’indagine sulla galassia chiamata Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire (Glimpse). «Quando mettiamo insieme i dati di Gaia e di Spitzer e finalmente vediamo questa mappa tridimensionale dettagliata, possiamo vedere che questa regione è più complessa di quanto si era visto in precedenza», riferisce Kuhn.
Gli astronomi non hanno ancora compreso appieno quale sia la causa della formazione dei bracci a spirale in galassie come la nostra. Anche se non possiamo vedere la struttura completa della Via Lattea, la capacità di misurare il movimento delle singole stelle è utile per comprendere questo fenomeno: le stelle nella struttura appena scoperta probabilmente si sono formate nello stesso periodo, nella stessa zona, e sono state influenzate dalle forze che agiscono all’interno della galassia, inclusa la gravità e il taglio dovuto alla rotazione della galassia.
«In definitiva, questo ci ricorda che ci sono molte incertezze sulla struttura su larga scala della Via Lattea, e dobbiamo guardare i dettagli se vogliamo capire quel quadro più ampio», conclude uno dei coautori dello studio, Robert Benjamin, astrofisico dell’Università del Wisconsin-Whitewater e principal investigator della survey Glimpse. «Questa struttura è un piccolo pezzo della Via Lattea, ma potrebbe dirci qualcosa di significativo sulla Galassia nel suo insieme».
Per saperne di più:
- Leggi su Astronomy & Astrophysics l’articolo “A high pitch angle structure in the Sagittarius Arm” di A. Kuhn, R. A. Benjamin, C. Zucker, A. Krone-Martins, R. S. de Souza, A. Castro-Ginard, E. E. O. Ishida, M. S. Povich and L. A. Hillenbrand for the COIN Collaboration