Un team di ricercatori ha identificato il bordo più esterno della galassia della Via Lattea. Usando il telescopio Subaru, i ricercatori hanno esaminato il confine del sistema stellare che compone la galassia. La dimensione massima della galassia è 520, 000 anni luce di raggio, 20 volte maggiore della distanza tra il centro galattico e il nostro sistema solare (26, 000 anni luce) (Figura 1). Le stelle che raggiungono queste regioni più esterne della galassia durante i loro movimenti orbitali sono antiche popolazioni stellari con età di 12 miliardi di anni. L'estensione spaziale in cui vagano queste antiche stelle è, perciò, importante per comprendere la formazione della Via Lattea.

La galassia contiene una componente alone ampiamente estesa, oltre alla luminosa Via Lattea sotto forma di componente del disco stellare. L'alone contiene circa 1 miliardo di stelle antiche e 150 ammassi globulari con età di 12 miliardi di anni (Figura 1). L'alone contiene quindi i resti di stelle di lunga durata e ammassi stellari che si sono formati nel primo stadio della galassia. Ciò suggerisce che la galassia era piuttosto grande all'inizio prima della successiva formazione della più giovane, componente del disco.

Indagare l'estensione di questa componente dell'alone nella galassia è simile all'identificare il confine esterno di una foresta dall'interno della foresta e osservare gli alberi. In altre parole, è un compito arduo. Le cosiddette stelle del ramo orizzontale blu (BHB) e le variabili RR Lyr sono indicatori ideali per tracciare la componente dell'alone. Questo perché sono naturalmente abbastanza luminosi da determinare la distanza da e verso di loro. Però, la galassia è così grande che è impossibile identificare le tracce dell'alone situate al confine esterno utilizzando telescopi da 2,5 a quattro metri.

Il team di ricercatori guidato dallo studente laureato della Tohoku University Tetsuya Fukushima e dal suo supervisore Masashi Chiba ha utilizzato la fotocamera digitale Hyper Suprime-Cam (HSC) sul telescopio Subaru di 8,2 metri di diametro. Ha permesso loro di catturare a distanza, traccianti alone molto deboli sul bordo esterno della galassia. Il team ha accuratamente selezionato le stelle BHB dai dati del programma di indagine in corso (SSP:Subaru Strategic Program) rispetto ad altri contaminanti con colori simili come le cosiddette stelle blu straggler, nane bianche, quasar e galassie lontane.

Utilizzando i dati di HSC-SSP, il team ha ricavato la densità spaziale delle stelle BHB sull'alone della galassia. Mentre questa densità generalmente diminuisce man mano che ci si allontana dal centro galattico, il team ha scoperto un forte calo della densità intorno a 520, 000 anni luce di distanza dal centro galattico. Così, la squadra aveva finalmente osservato il confine più esterno della galassia. Questo è circa 20 volte più grande della distanza tra il nostro sistema solare e il centro della galassia.

Dodici miliardi di anni fa, si è verificata la successiva fusione di piccole galassie confinate da aloni di materia oscura. La chiave per capire questo è misurare la distribuzione del componente dell'alone per accertare il volume. Questo processo di fusione differisce da galassia a galassia. Il nostro vicino, la galassia di Andromeda, è segnalato per avere un componente alone esteso grande come 538, 000 (almeno) anni luce di raggio. È, perciò, sistematicamente più grande rispetto all'alone galattico. I ricercatori stanno pianificando di mappare ulteriormente questo antico componente della galassia dopo il completamento finale dell'HSC-SSP.