Le braccia esterne della Via Lattea si estendono più di quanto pensassimo

Grazie ai lampi gamma, le estensioni delle braccia della Via Lattea sono state misurate con maggiore precisione, rivalutandone la lunghezza.

A causa della posizione del nostro Sistema Solare nel disco galattico della Via Lattea, gli astronomi hanno maggiori difficoltà a determinare la reale estensione della Via Lattea rispetto a quanto non facciano con galassie distanti milioni o addirittura miliardi di anni luce. E mentre le galassie distanti possono essere studiate con precisione utilizzando telescopi ottici, gli astronomi devono affidarsi a strumenti che catturano la luce a lunghezze d’onda diverse (radio, infrarossi, ultravioletti e raggi X) per comprendere meglio le proprietà della Via Lattea. Un nuovo risultato ottenuto utilizzando l’osservatorio a raggi X Chandra della NASA ha mostrato che le braccia a spirale esterne della Via Lattea potrebbero estendersi più di quanto si pensasse in precedenza. Questa scoperta potrebbe indurre gli astronomi a rivedere la loro comprensione della struttura della nostra galassia.

Misurazioni complesse

Un team di astronomi ha fatto questa scoperta effettuando misurazioni precise delle distanze delle nubi di polvere nelle braccia a spirale della Via Lattea, utilizzando i dati provenienti sia dal telescopio spaziale Chandra della NASA che da XMM-Newton, una missione dell’ESA (Agenzia Spaziale Europea) con il contributo della NASA. I ricercatori hanno così determinato le distanze studiando gli anelli attorno ai lampi gamma, alcuni dei lampi di luce più brillanti dell’universo, che hanno origine dal collasso di stelle massicce o dalla fusione di stelle di neutroni. Si trovano a distanze enormi, ben oltre i confini della nostra galassia.

Questa tecnica di misurazione della distanza sfruttava il fenomeno dell’eco di luce, in cui la luce proveniente dal lampo di raggi gamma rimbalzava sulle nubi di polvere nelle braccia a spirale. I diametri degli anelli nei raggi X forniscono le distanze dalla Terra, con anelli più grandi generati da nubi di polvere più vicine a noi.

“Questo è un metodo molto diretto – basato unicamente sulla geometria – per misurare con precisione le distanze dalle braccia a spirale della Via Lattea“, ha affermato Beatrice Vaia, che ha guidato lo studio durante il suo dottorato di ricerca in un programma congiunto tra la Scuola Universitaria Superiore IUSS di Pavia e l’Università di Trento. “La maggior parte degli altri metodi si basa su ipotesi relative alla rotazione della Via Lattea, che diventano sempre più incerte nelle regioni più esterne della nostra galassia.“

Lampi gamma

I ricercatori hanno utilizzato tre diversi lampi di raggi gamma per determinare le distanze di tre braccia a spirale nella Via Lattea. In ordine di distanza crescente dal Centro Galattico, si tratta del braccio di Perseo, del braccio esterno e del braccio esterno Scutum-Centaurus. Lungo la direzione di uno dei lampi, hanno scoperto che sia il braccio esterno che il braccio esterno di Scutum-Centaurus sono circa il 10% più distanti di quanto si pensasse in precedenza dagli astronomi.

“Le differenze sono piccole, ma qualsiasi revisione di queste distanze è importante perché sono fondamentali per la comprensione della nostra galassia“, ha affermato la coautrice Ilaria Fornasiero, che era una dottoranda nello stesso programma dell’autrice principale. “Ad esempio, questo potrebbe significare che gli astronomi dovranno rivedere le stime della massa della galassia, perché questa influisce sull’estensione delle braccia galattiche.” Il team ha inoltre utilizzato i propri dati per stimare che la nube di polvere nel braccio più distante abbia un diametro di circa 3.500 anni luce. Questi risultati dimostrano che le loro misurazioni si riferiscono all’intero spessore del braccio a spirale, piuttosto che a una nube di polvere isolata e casuale che potrebbe non essere pienamente rappresentativa della posizione del braccio stesso.

Il piano della Via Lattea

Sebbene, secondo i ricercatori, questa tecnica abbia fornito notevoli miglioramenti in termini di precisione, potrebbe essere difficile utilizzarla per ulteriori misurazioni poiché i lampi gamma brillanti visibili attraverso il piano galattico sono rari. “Ci affidiamo all’Universo affinché ci fornisca questi eventi e, finora, in oltre 25 anni, ne abbiamo trovati solo una manciata utilizzabili“, ha affermato il coautore Andrea Tiengo della Scuola Universitaria Superiore IUSS di Pavia. “Detto questo, continueremo a cercarne altri.”

Per saperne di più

• Leggi l’articolo originale sul blog della NASA
• Leggi il paper scientifico intitolato “Accurate distances of the Galactic spiral arms from dust-scattered X-ray emission of gamma-ray bursts” pubblicato su Astronomy & Astrophysics