Qui (da sinistra) sono mostrati l'Aquila, Omega, Trifido, e Nebulose Laguna, ripreso dal telescopio spaziale Spitzer a infrarossi 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 drammatica. Credito:NASA/JPL-Caltech
Gli scienziati hanno individuato una caratteristica precedentemente non riconosciuta della nostra galassia, la Via Lattea:un contingente di giovani stelle e nubi di gas che formano stelle sporge da uno dei bracci a spirale della Via Lattea come una scheggia che spunta da un'asse di legno. Allungando circa 3, 000 anni luce, questa è la prima grande struttura identificata con un orientamento così drammaticamente diverso da quello del braccio.
Gli astronomi hanno una vaga idea delle dimensioni e della forma delle braccia della Via Lattea, ma molto rimane sconosciuto:non possono vedere l'intera struttura della nostra galassia natale perché la Terra è al suo interno. È come stare in mezzo a Times Square e cercare di disegnare una mappa dell'isola di Manhattan. Potresti misurare le distanze in modo abbastanza preciso da sapere se due edifici si trovavano nello stesso isolato o a poche strade di distanza? E come puoi sperare di vedere fino alla punta dell'isola con così tante cose sulla tua strada?
Per saperne di più, gli autori del nuovo studio si sono concentrati su una porzione vicina di uno dei bracci della galassia, chiamato il braccio del Sagittario. Utilizzando il telescopio spaziale Spitzer della NASA prima del suo ritiro nel gennaio 2020, hanno cercato stelle appena nate, annidate nelle nubi di gas e polvere (chiamate nebulose) dove si formano. Spitzer rileva la luce infrarossa che può penetrare quelle nuvole, mentre la luce visibile (quella che gli occhi umani possono vedere) è bloccata.
Si pensa che le giovani stelle e le nebulose si allineino strettamente 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 dell'ESA (Agenzia spaziale europea) per misurare le distanze precise delle stelle. I dati combinati hanno rivelato che il lungo, la sottile struttura associata al braccio del Sagittario è costituita 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 intorno a una galassia, " ha detto Michael Kuhn, un astrofisico al Caltech e autore principale del nuovo articolo. Questa caratteristica è misurata dall'angolo di inclinazione del braccio. Un cerchio ha un angolo di inclinazione di 0 gradi, e man mano che la spirale si apre, l'angolo di inclinazione aumenta. "La maggior parte dei modelli della Via Lattea suggerisce che il braccio del Sagittario formi una spirale con un angolo di inclinazione di circa 12 gradi, ma la struttura che abbiamo esaminato spicca davvero con un angolo di quasi 60 gradi".
Strutture simili, a volte chiamate speroni o piume, si trovano comunemente sporgenti dai bracci di altre galassie a spirale. Per decenni gli scienziati si sono chiesti se anche i bracci a spirale della nostra Via Lattea siano punteggiati da queste strutture o se siano relativamente lisci.
Un contingente di stelle e nuvole formanti stelle è stato trovato sporgente dal braccio del Sagittario della Via Lattea. L'inserto mostra le dimensioni della struttura e la distanza dal Sole. Credito:NASA
Misurare la Via Lattea
La funzione appena scoperta contiene quattro nebulose note per la loro bellezza mozzafiato:la Nebulosa Aquila (che contiene i Pilastri della Creazione), la Nebulosa Omega, la Nebulosa Trifida, e la Nebulosa Laguna. Negli anni Cinquanta, un team di astronomi ha effettuato misurazioni approssimative della distanza di alcune delle stelle in queste nebulose ed è stato 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.
"Le distanze sono tra le cose più difficili da misurare in astronomia, " ha affermato il coautore Alberto Krone-Martins, un astrofisico e docente di informatica presso l'Università della California, Irvine e membro del Gaia Data Processing and Analysis Consortium (DPAC). "È solo il recente, misurazioni dirette della distanza da Gaia che rendono così evidente la geometria di questa nuova struttura."
Nel nuovo studio, i ricercatori hanno anche fatto affidamento su un catalogo di oltre centomila stelle appena nate scoperte da Spitzer in un'indagine della galassia chiamata Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire (GLIMPSE).
"Quando mettiamo insieme i dati di Gaia e Spitzer e finalmente vediamo questo dettaglio, mappa tridimensionale, possiamo vedere che c'è un po' di complessità in questa regione che prima non era evidente, " ha detto Kuhn.
Gli astronomi non hanno ancora compreso appieno cosa causa la formazione di bracci a spirale in galassie come la nostra. Anche se non possiamo vedere la struttura completa della Via Lattea, la capacità di misurare il moto delle singole stelle è utile per comprendere questo fenomeno:le stelle nella struttura appena scoperta probabilmente si sono formate nello stesso periodo, nella stessa area generale, e sono stati influenzati in modo univoco dalle forze che agiscono all'interno della galassia, inclusi gravità e taglio dovuti 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, " ha detto uno dei coautori del giornale, Roberto Beniamino, an astrophysicist at the University of Wisconsin-Whitewater and a principal investigator on the GLIMPSE survey. "This structure is a small piece of the Milky Way, but it could tell us something significant about the Galaxy as a whole."
Lo studio è stato pubblicato su Astronomia e astrofisica .
