Un team di astronomi ha utilizzato i dati sia del telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA che del satellite Gaia dell'ESA per misurare direttamente i movimenti 3D delle singole stelle in una galassia vicina. La precisione raggiunta è migliore di qualsiasi altra misura precedentemente misurata per una galassia oltre la Via Lattea. I movimenti forniscono una prova sul campo del modello cosmologico attualmente accettato e misurano anche la traiettoria della galassia nello spazio. I risultati sono pubblicati in Astronomia della natura .

Astronomi del Kapteyn Astronomical Institute e dell'Osservatorio di Leiden, sia in Olanda, ha utilizzato i dati del telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA e dell'osservatorio spaziale Gaia dell'ESA per misurare i movimenti delle stelle nella galassia nana dello scultore. Lo Scultore Nano è una galassia satellite in orbita attorno alla Via Lattea, 300.000 anni luce di distanza dalla Terra.

Solo combinando i set di dati di queste due missioni ESA di successo, prodotte a più di 12 anni di distanza, gli scienziati hanno potuto misurare direttamente gli esatti movimenti 3D delle stelle all'interno della galassia nana dello scultore. È la prima volta che ciò viene ottenuto con tale precisione per una galassia diversa dalla Via Lattea.

Davide Massari, autore principale dello studio, descrive la precisione della ricerca:"Con la precisione raggiunta possiamo misurare il movimento annuo di una stella nel cielo che corrisponde a meno delle dimensioni di una capocchia di spillo sulla Luna vista dalla Terra". Questo tipo di precisione è stato possibile solo grazie alla straordinaria risoluzione e accuratezza di entrambi gli strumenti. Inoltre lo studio non sarebbe stato possibile senza l'ampio intervallo di tempo tra i due set di dati che rende più facile determinare il movimento delle stelle.

La galassia nana scultore è una galassia nana sferoidale, che sono tra gli oggetti più dominati dalla materia oscura nell'Universo. Questo li rende bersagli ideali per studiare le proprietà della materia oscura. In particolare, capire come è distribuita la materia oscura in queste galassie nane permette agli astronomi di testare la validità del modello cosmologico attualmente accettato. Però, la materia oscura non può essere studiata direttamente.

"Uno dei modi migliori per dedurre la presenza di materia oscura è esaminare come si muovono gli oggetti al suo interno, " spiega Amina Helmi, coautore del paper. "Nel caso di sferoidali nani, questi oggetti sono stelle."

Le informazioni raccolte sul movimento 3D delle stelle nella Galassia Nana Scultore possono essere tradotte direttamente nella conoscenza di come è distribuita la sua massa totale, inclusa la materia oscura. I nuovi risultati mostrano che le stelle nella Galassia Nana Scultore si muovono preferenzialmente su orbite radiali allungate. Ciò indica che la densità della materia oscura aumenta verso il centro invece di appiattirsi. Questi risultati sono in accordo con il modello cosmologico stabilito e la nostra attuale comprensione della materia oscura, tenendo conto della complessità delle popolazioni stellari di Scultore.

Come effetto collaterale dello studio, il team ha anche presentato una traiettoria più accurata della Galassia Nana Scultore nel suo insieme mentre orbita attorno alla Via Lattea. I loro risultati mostrano che si sta muovendo intorno alla Via Lattea in un'orbita allungata ad alta inclinazione che lo porta molto più lontano di quanto si pensasse in precedenza. Attualmente, è quasi al suo punto più vicino alla Via Lattea, ma la sua orbita può portarlo fino a 725.000 anni luce di distanza.

"Con queste misurazioni pionieristiche, entriamo in un'era in cui misurare i movimenti 3D delle stelle in altre galassie diventerà di routine e sarà possibile per campioni di stelle più grandi. Ciò sarà dovuto principalmente alla missione Gaia dell'ESA, "conclude Massari.