Galassie

La forma della Via Lattea: mappare il lato opposto della galassia

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Come sarebbe la nostra galassia se potessi vederla dall'esterno?

Questa è una domanda piuttosto interessante. Per molto tempo , non sapevamo nemmeno di vivere in una galassia che era una tra centinaia di miliardi. All'epoca, fino a circa un secolo fa, non era chiaro se tutto ciò che vedevamo nel cielo fosse in un ammasso gigante, o se le piccole macchie sfocate che vedevamo fossero in realtà galassie separate (quelli che si chiamavano 'Universi insulari, ' che è sia poetico che appropriato).

Quindi il lavoro condotto da Edwin Hubble (da cui prende il nome il telescopio) e svolto da un team di astronomi ha determinato che i piccoli sfocati erano davvero molto lontani, e quindi dobbiamo vivere anche in una struttura separata e più piccola. Sappiamo già che la Via Lattea - il nome della nostra particolare galassia - era appiattita, come un disco, e noi eravamo al suo interno, perché la vediamo come un'ampia fascia di luce diffusa nel cielo. Se la galassia fosse sferica, vedremmo le stelle allo stesso modo in ogni direzione. Invece, quella banda significa che la galassia è piatta.



Vediamo altre galassie a disco nel cielo e mostrano una struttura a spirale. Nel corso del tempo, utilizzando una varietà di metodi, abbiamo appreso che anche la Via Lattea è un disco piatto con bracci a spirale, e abbiamo anche determinato che ha un rigonfiamento centrale e una lunga 'barra' a forma di Tic-Tac nel mezzo. Il Sole con il nostro sistema solare si trova a circa 26-27.000 anni luce dal centro galattico.

Ma qual è la forma esatta della galassia? Quanti bracci a spirale ha? Sono strettamente avvolti o hanno un avvolgimento più apatico?

Non è così facile rispondere a queste domande. Tecniche sofisticate ci hanno permesso di mappare la parte della galassia intorno a noi, ma il lato più lontano è più difficile da osservare. Per prima cosa, c'è un sacco di spazzatura nella galassia che oscura la nostra vista. Principalmente gas e polvere, assorbe la luce e più si guarda verso il centro della galassia, più è spessa questa roba.

Inoltre, poiché l'altro lato della galassia è lontano, le fonti di luce (stelle, nubi di gas e simili) che vuoi osservare appaiono più vicine tra loro: è come stare vicino a una foresta ed essere in grado di separare facilmente i singoli alberi vicino te, ma vederli fondersi insieme più lontano. Chiamiamo questo tipo di osservazione 'confusione limitata'.

Tuttavia, una squadra di astronomi sono riusciti a fare qualcosa di piuttosto incredibile: hanno individuato la posizione di una nube di gas che forma stelle sul lato opposto della Via Lattea e l'hanno usata per creare una mappa migliore di uno dei bracci a spirale.

La fonte è una giovane stella che emette radiazioni a microonde in quello che viene chiamato a maser (è la stessa fisica che fa un laser, ma in un diverso 'colore' della luce). Hanno usato una serie di radiotelescopi in tutta la Terra che sono collegati tra loro, creando quello che è essenzialmente un telescopio di migliaia di chilometri di diametro. Questo array ha una risoluzione fenomenale: sono stati in grado di tracciare il movimento del maser mentre la stella si muoveva fisicamente nella sua orbita intorno alla galassia! Intendiamoci, ci vogliono più di 200 milioni di anni per fare il giro della galassia solo una volta, quindi questo movimento è incredibilmente piccolo.

Mentre la Terra orbita attorno al Sole, vediamo oggetti distanti ad angoli diversi. Ciò ha permesso agli astronomi di determinare la distanza di un oggetto sul lato opposto della galassia. Questo angolo di parallasse è estremamente piccolo, ma misurabile.Ingrandire

Mentre la Terra orbita attorno al Sole, vediamo oggetti distanti ad angoli diversi. Ciò ha permesso agli astronomi di determinare la distanza di un oggetto sul lato opposto della galassia. Questo angolo di parallasse è estremamente piccolo, ma misurabile. Credito: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF; Robert Hurt, NASA

Ma una volta che sono stati in grado di misurarlo , potevano quindi vedere un pari più piccolo effetto: Il movimento apparente fatto dall'oggetto mentre la Terra orbita attorno al Sole. Mentre la Terra si sposta da un lato all'altro della sua orbita, gli oggetti distanti sembrano muoversi avanti e indietro. Chiamiamo questo effetto parallasse (se vuoi dettagli, parlo di come funziona in Corso accelerato Astronomia: Distanza ), e può essere usato per determinare la distanza di un oggetto: se si muove molto deve essere più vicino, e se si muove solo di poco è più lontano. Se sai quanto si muove la Terra e misuri l'angolo di movimento dell'oggetto, puoi calcolarne la distanza.

Così hanno fatto! La distanza che hanno ottenuto per questo maser è stata di 66.500 anni luce: Cancella tutta la galassia dall'altra parte (e poi alcuni), rendendo questo l'oggetto più lontano nella galassia che abbia mai misurato la sua distanza in questo modo.

La mappa più attuale della Via Lattea è mostrata nella rappresentazione di un artista. Il Sole è direttamente sotto il centro galattico, vicino allo sperone di Orione. Le braccia Scutum-Centaurus si estendono a destra e in alto, andando dietro il centro verso il lato opposto.Ingrandire

La mappa più attuale della Via Lattea è mostrata nella rappresentazione di un artista. Il Sole è direttamente sotto il centro galattico, vicino allo sperone di Orione. Le braccia Scutum-Centaurus si estendono a destra e in alto, andando dietro il centro verso il lato opposto. Il maser osservato è quasi direttamente opposto al Sole dal centro nel braccio S-C, a 65.000 anni luce di distanza. Credito: NASA/JPL-Caltech/R. Ferita (SSC/Caltech)

Ciò che lo rende così importante è che questo significa che deve essere parte di un braccio a spirale che chiamiamo braccio Scutum-Centaurus (dal nome delle costellazioni in cui lo vediamo). Un bel po' di oggetti su questo è stato misurato il lato della galassia in quel braccio, ma niente sul lato opposto. Questa misurazione della distanza del lato lontano del maser significa che sono stati in grado di inchiodare la posizione del braccio a spirale dall'altra parte della galassia.

diagramma a spirale

Un braccio a spirale ha un angolo di apertura, chiamato angolo di inclinazione, che è quanto il braccio devia da un cerchio. La freccia rossa indica l'angolo di inclinazione di questa particolare spirale; se fosse 0° il braccio si sovrapporrebbe al cerchio grigio, e maggiore è l'angolo, maggiore sarà l'inclinazione del braccio. Credito: Mattino Gorn / Wikipedia

Che ha prodotto una sorta di sorpresa, in realtà. C'è un angolo che aiuta a definire quanto è aperto o quanto strettamente avvolto un braccio a spirale. chiamato il angolo di inclinazione , se è 0°, il braccio forma un cerchio e maggiore è l'angolo di inclinazione, più aperto è il braccio. Usando oggetti vicini, il braccio Scutum-Centaurus sembra avere un angolo di inclinazione di 14°. Ma se includi anche il maser per ancorare il braccio sul lato opposto del centro galattico, l'angolo di inclinazione è più simile a 22°. Questo è un cambiamento significativo.

Le braccia della Via Lattea sono più aperte di quanto pensassimo inizialmente.

O se preferisci: siamo meno stretti di quanto pensassimo.

Il punto qui è che anche se viviamo all'interno della nostra galassia, stiamo ancora imparando molto al riguardo. È come essere in una stanza piena di fumo e finalmente poter vedere le cose dall'altra parte contro il muro di fondo. Ti aiuta a definire la forma e la struttura di dove ti trovi.

E questo significa che la nostra mentalità scientifica sull'Universo è cambiata molto nel tempo. L'invenzione del telescopio ci ha mostrato che era molto più grande e più popolato di quanto sapevamo, e con il passare del tempo ha avuto un totale molto più grande.

E anche adesso, un secolo dopo aver finalmente compreso la natura della nostra galassia, questa nostra città locale ha ancora delle belle sorprese per noi. È come vagare per il tuo isolato e trovare un torrente che lo attraversa che non hai mai notato prima. Quali meraviglie vi si trovano e quali tesori rimangono ancora invisibili?

Ecco perché continuiamo a cercare. Viviamo in un bellissimo quartiere ed è divertente scoprire altri posti da visitare.



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