Le Nubi di Magellano, le due più grandi galassie satelliti della Via Lattea, sembrano essere collegati da un ponte che si estende su 43, 000 anni luce, secondo un team internazionale di astronomi guidati da ricercatori dell'Università di Cambridge. La scoperta è riportata sul giornale Avvisi mensili della Royal Astronomical Society ( MNRAS ) e si basa sul censimento stellare galattico condotto dall'Osservatorio spaziale europeo, Gaia.

Negli ultimi 15 anni, gli scienziati hanno atteso con impazienza i dati di Gaia. La prima porzione di informazioni dal satellite è stata rilasciata tre mesi fa ed è liberamente accessibile a tutti. Questo set di dati di qualità senza precedenti è un catalogo delle posizioni e della luminosità di un miliardo di stelle nella nostra galassia della Via Lattea e nei suoi dintorni.

Ciò che Gaia ha inviato sulla Terra è unico. La risoluzione angolare del satellite è simile a quella del telescopio spaziale Hubble, ma dato il suo campo visivo più ampio, può coprire l'intero cielo piuttosto che una piccola parte di esso. Infatti, Gaia utilizza il maggior numero di pixel per acquisire immagini digitali del cielo per qualsiasi strumento spaziale. Meglio ancora, l'Osservatorio non ha un solo telescopio ma due, condividendo il piano focale largo un metro.

A differenza dei normali telescopi, Gaia non si limita a puntare e fissare:ruota costantemente attorno al proprio asse, spazzare l'intero cielo in meno di un mese. Perciò, non solo misura le proprietà istantanee delle stelle, ma tiene traccia anche dei loro cambiamenti nel tempo. Ciò fornisce un'opportunità perfetta per trovare una varietà di oggetti, per esempio stelle che pulsano o esplodono, anche se non è questo il motivo principale per cui il satellite è stato progettato.

Il team di Cambridge si è concentrato sull'area intorno alle Nubi di Magellano e ha utilizzato i dati di Gaia per individuare stelle pulsanti di un tipo particolare:le cosiddette RR Lyrae, molto vecchio e chimicamente non evoluto. Poiché queste stelle esistono sin dai primi giorni dell'esistenza delle Nuvole, offrono uno spaccato della storia della coppia. Studiare le Grandi e Piccole Nubi di Magellano (rispettivamente LMC e SMC) è sempre stato difficile in quanto si estendono su una vasta area. Ma con la vista a tutto cielo di Gaia, questo è diventato un compito molto più facile.

Intorno alla Via Lattea, le nuvole sono le più luminose, e più grande, esempi di galassie satellite nane. Conosciute dall'umanità fin dagli albori della storia (e dagli europei fin dai loro primi viaggi nell'emisfero australe), le Nubi di Magellano sono rimaste fino ad oggi un enigma. Anche se le nuvole sono state un appuntamento fisso del cielo, gli astronomi hanno avuto solo di recente la possibilità di studiarli in ogni dettaglio.

Se le nuvole si adattano o meno alla teoria convenzionale della formazione delle galassie dipende in modo critico dalla loro massa e dal tempo del loro primo approccio alla Via Lattea. I ricercatori dell'Istituto di Astronomia di Cambridge hanno trovato indizi che potrebbero aiutare a rispondere a entrambe queste domande.

in primo luogo, le stelle RR Lyrae rilevate da Gaia sono state utilizzate per tracciare l'estensione della Grande Nube di Magellano. È stato scoperto che l'LMC possiede un "alone" sfocato a bassa luminosità che si estende fino a 20 gradi dal suo centro. L'LMC sarebbe in grado di trattenere le stelle a distanze così grandi solo se fosse sostanzialmente più grande di quanto si pensasse in precedenza, per un totale forse di un decimo della massa dell'intera Via Lattea.

Un tempismo preciso dell'arrivo delle nuvole nella galassia è impossibile senza la conoscenza delle loro orbite. Sfortunatamente, le orbite dei satelliti sono difficili da misurare:a grandi distanze, il movimento dell'oggetto nel cielo è così minuto che è semplicemente inosservabile per tutta la durata della vita umana. In assenza di un'orbita, Il dottor Vasily Belokurov e i suoi colleghi hanno trovato la prossima cosa migliore:un flusso stellare.

I flussi di stelle si formano quando un satellite - una galassia nana o un ammasso stellare - inizia a sentire la forza di marea del corpo attorno al quale orbita. Le maree allungano il satellite in due direzioni:verso e lontano dall'ospite. Di conseguenza, alla periferia del satellite, si formano due aperture:piccole regioni dove l'attrazione gravitazionale del satellite è bilanciata dall'attrazione dell'ospite. Le stelle satellite che entrano in queste regioni trovano facile lasciare del tutto il satellite e iniziare a orbitare attorno all'ospite. Lentamente, stella dopo stella abbandona il satellite, lasciando una traccia luminosa nel cielo, e rivelando così l'orbita del satellite.

"I flussi stellari intorno alle nuvole sono stati previsti ma mai osservati, " spiega il dottor Belokurov. "Dopo aver segnato le posizioni del Gaia RR Lyrae nel cielo, fummo sorpresi di vedere una stretta struttura simile a un ponte che collegava le due nuvole. Crediamo che almeno in parte questo 'ponte' sia composto da stelle strappate dalla Piccola Nube dalla Grande. Il resto potrebbe effettivamente essere le stelle LMC tirate fuori dalla Via Lattea".

I ricercatori ritengono che il ponte RR Lyrae aiuterà a chiarire la storia dell'interazione tra le nuvole e la nostra galassia.

"Abbiamo confrontato la forma e l'esatta posizione del ponte stellare di Gaia con le simulazioni al computer delle Nubi di Magellano mentre si avvicinano alla Via Lattea", spiega il dottor Denis Erkal, coautore dello studio. "Molte delle stelle nel ponte sembrano essere state rimosse dall'SMC nell'interazione più recente, circa 200 milioni di anni fa, quando le galassie nane passavano relativamente vicine l'una all'altra. "Crediamo che come risultato di quel fly-by, non solo le stelle, ma anche l'idrogeno è stato rimosso dall'SMC. Misurando l'offset tra RR Lyrae e ponti a idrogeno, possiamo porre dei limiti alla densità della corona galattica gassosa."

Composto da gas ionizzato a bassissima densità, la calda corona galattica è notoriamente difficile da studiare. Tuttavia, è stato oggetto di un attento esame perché gli scienziati ritengono che possa contenere la maggior parte della materia barionica - o ordinaria - mancante. Gli astronomi stanno cercando di stimare dove questa materia mancante (gli atomi e gli ioni che compongono le stelle, pianeti, polvere e gas) è. Si pensa che la maggior parte, o anche tutti, di questi barioni mancanti sono nella corona. Misurando la densità coronale a grandi distanze sperano di risolvere questo enigma.

Durante il precedente incontro tra la Piccola e Grande Nube di Magellano, sia le stelle che il gas furono strappati dalla Piccola Nube, formando un flusso di marea. Inizialmente, il gas e le stelle si muovevano alla stessa velocità. Però, mentre le nuvole si avvicinavano alla nostra Galassia, la corona della Via Lattea esercitò una forza di trascinamento su entrambi. Le stelle, essendo relativamente piccolo e denso, hanno perforato la corona senza alcun cambiamento nella loro velocità. Però, il più tenue gas idrogeno neutro ha rallentato sostanzialmente nella corona. Confrontando la posizione attuale delle stelle e del gas, tenendo conto della densità del gas e di quanto tempo le Nuvole hanno trascorso nella corona, il team ha stimato la densità della corona. Il dottor Erkal conclude, "La nostra stima ha mostrato che la corona potrebbe costituire una frazione significativa dei barioni mancanti, in accordo con le precedenti tecniche indipendenti. Con il problema del barione mancante apparentemente alleviato, l'attuale modello di formazione delle galassie sta reggendo bene al maggiore controllo possibile con Gaia."