I dati della missione Gaia dell’ESA stanno riscrivendo la storia della nostra galassia: quelle che tradizionalmente erano state pensate come galassie satellite della Via Lattea si sono ora rivelate nuove arrivate nel nostro vicinato galattico.
Una galassia nana è un insieme tra le migliaia e i miliardi di stelle. Per decenni si è ritenuto che le galassie nane attorno alla Via Lattea fossero satelliti, ovvero che siano state catturate in orbita attorno alla nostra galassia e siano le nostre compagne da molti miliardi di anni. Ma grazie al terzo rilascio dei dati del satellite Gaia dell’ESA, i movimenti di queste galassie nane sono stati calcolati con una precisione senza precedenti e i risultati ottenuto sono sorprendenti. Gli scienziati di tutto il mondo hanno utilizzato i dati di Gaia per elaborare i movimenti di 40 galassie nane attorno alla Via Lattea calcolando le velocità, note come moti in tre dimensioni, di ciascuna galassia, e quindi utilizzandole per calcolare la loro energia orbitale e il momento angolare. Si è scoperto così che queste galassie si muovono molto più velocemente delle stelle giganti o degli ammassi stellari che orbitano attorno alla Via Lattea. E questa velocità è tale che esse non possono ancora trovarsi in orbita attorno alla Via Lattea, dove le interazioni con la nostra galassia e il suo contenuto avrebbero indebolito maggiormente la loro energia orbitale e il momento angolare.
Le interazioni della Via Lattea
In passato la Via Lattea ha “cannibalizzato” un certo numero di galassie nane nel suo passato. Ad esempio, 8-10 miliardi di anni fa, una galassia nana chiamata Gaia-Enceladus venne assorbita dalla Via Lattea. Le sue stelle possono essere identificate nei dati di Gaia a causa delle orbite eccentriche e della gamma di energie che possiedono. Più recentemente, 4-5 miliardi di anni fa, la galassia nana del Sagittario è stata catturata dalla Via Lattea ed è attualmente in procinto di essere fatta a pezzi e assorbita. L’energia delle sue stelle è superiore a quella di Gaia-Enceladus, e questo indica il minor tempo a cui sono state soggette all’influenza della Via Lattea. Nel caso delle galassie nane prese in considerazione in questo nuovo studio, che rappresenta la maggior parte delle galassie nane intorno alla Via Lattea, le loro energie sono risultate ancora più elevate. E questo suggerisce fortemente che siano arrivate nelle nostre vicinanze solo negli ultimi miliardi di anni.
Questa scoperta rispecchia quella fatta sulla Grande Nube di Magellano (LMC), una galassia nana molto grande e così vicina alla Via Lattea da essere visibile come una macchia di luce nel cielo notturno dall’emisfero australe. Sino agli anni 2000 si è inoltre pensato che la LMC fosse una galassia satellite della Via Lattea, ma quando gli astronomi hanno misurato la sua velocità hanno scoperto che viaggiava troppo veloce per essere legata gravitazionalmente alla Via Lattea. Quindi non si tratta di un vecchio compagno ma LMC sta visitando la nostra galassia per la prima volta, e ora sappiamo che questo vale anche per la maggior parte delle galassie nane.
Quindi questi nuovi arrivati si sistemeranno in orbita o semplicemente ci sorpasseranno?
Alcuni di loro verranno catturati dalla Via Lattea e diventeranno satelliti, ma dire esattamente quali è difficile perché dipende dalla massa esatta della Via Lattea, una quantità difficile da calcolare per gli astronomi con accuratezza e le attuali stime sono molto variabili.
Il destino delle galassie nane
Il calcolo delle energie delle galassie nane è significativa perché ci costringe a rivalutare la natura delle galassie nane stesse. Mentre una galassia nana orbita attorno alla Via Lattea, l’attrazione gravitazionale di quest’ultima cercherà di farla a pezzi: in fisica questo fatto prende il nome di “forza di marea”. La Via Lattea è una galassia molto grande quindi la sua forza di marea è enorme e può distruggere facilmente una galassia nana in un paio di orbite complete.
In altre parole, diventare un compagno della Via Lattea è una condanna a morte per le galassie nane. L’unica cosa che potrebbe consentirgli di resistere alla presa distruttiva della nostra galassia è la presenza nella galassia nana di una quantità significativa di materia oscura. La materia oscura è il misterioso elemento che gli astronomi pensano sia presente nell’universo per giustificare la gravità necessaria a tenere insieme le singole galassie.
Nella visione tradizionale, che vedeva le galassie nane della Via Lattea come satelliti in orbita da molti miliardi di anni, si presumeva che esse dovessero essere dominate dalla materia oscura per bilanciare la forza di marea della Via Lattea ed essere rimaste intatte per tutto questo tempo.
Il fatto che Gaia abbia ora rivelato che la maggior parte delle galassie nane sta girando intorno alla Via Lattea per la prima volta significa che non è per forza necessario considerare la materia oscura, e bisognerà rivalutare se questi sistemi resteranno in equilibrio in orbita o procederanno verso la distruzione.
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