Nei risultati annunciati questa settimana al 237° Meeting dell'American Astronomical Society, gli scienziati del sondaggio Sloan Digital Sky presentano lo sguardo più dettagliato mai visto sulla curvatura della nostra galassia.

"La nostra immagine abituale di una galassia a spirale è come un disco piatto, più sottile di una frittella, ruotando pacificamente intorno al suo centro, " ha detto Xinlun Cheng dell'Università della Virginia, l'autore principale dello studio. "Ma la realtà è più complicata".

Gli astronomi sanno da decenni che molte galassie a spirale hanno in realtà dischi con una leggera torsione, come una patatina o un disco in vinile lasciato troppo a lungo al sole. Tali torsioni si verificano in circa il 50-70% delle galassie a spirale, compresa la nostra Via Lattea.

Sorprendentemente, però, non sappiamo molto sulla curvatura nella Via Lattea. Bloccato nel profondo e limitato a una sola prospettiva dalla Terra, ci manca la capacità di vedere la curvatura della nostra galassia in uno sguardo. Anziché, dobbiamo tracciare la forma dell'ordito studiando attentamente le posizioni ei moti delle stelle in tutta la Via Lattea. Questo è esattamente ciò che hanno fatto i ricercatori, e grazie ai dati Sloan Digital Sky Survey, sono stati in grado di ottenere uno sguardo più dettagliato che mai, scoprendo che non solo il disco della galassia è deformato, la curvatura viaggia intorno alla galassia una volta ogni 440 milioni di anni.

"Immagina di essere in tribuna a una partita di calcio, e la folla inizia a fare l'onda, " Dice Cheng. "Tutto ciò che fai è alzarti e sederti, ma l'effetto è che l'onda fa tutto il giro dello stadio. È lo stesso con la curvatura galattica:le stelle si muovono solo su e giù, ma l'onda viaggia per tutta la galassia."

Per trovare questo risultato inaspettato, il team ha utilizzato lo spettrografo ad alta precisione dell'Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE), parte di Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Nei suoi quasi 10 anni di vita, APOGEE ha osservato centinaia di migliaia di stelle nella Via Lattea. Lo fa raccogliendo spettri, misurazioni della luce stellare suddivise nelle sue lunghezze d'onda componenti più o meno allo stesso modo in cui un prisma divide la luce in un arcobaleno di colori.

"Gli spettri APOGEE forniscono informazioni sulla composizione chimica e sui movimenti delle singole stelle, " spiega il dottor Borja Anguiano dell'Università della Virginia, coautore dello studio e mentore di Cheng.

"Questo ci permette di separarli in diversi gruppi, che a sua volta ci permette di seguire la curvatura separatamente all'interno di ciascun gruppo di stelle."

Ma gli spettri APOGEE da soli non erano sufficienti per capire l'ordito. Tracciare la curvatura galattica richiede misurazioni estremamente precise delle distanze stellari. Per ottenere quelle distanze, il team si è rivolto ai dati del satellite Gaia dell'Agenzia spaziale europea (ESA), che calcola le distanze di milioni di stelle misurando le minuscole oscillazioni avanti e indietro nella direzione della stella mentre la Terra (e il satellite) orbita attorno al Sole.

Combinando i dati APOGEE e Gaia, il team è stato in grado di creare mappe tridimensionali complete delle stelle nella Via Lattea, con informazioni dettagliate sulla posizione di ogni stella, velocità, e chimica. Armati di queste misurazioni ad alta precisione, il team è stato in grado di sondare ulteriormente la parte esterna della nostra galassia per produrre lo studio più dettagliato di questo fenomeno.

L'analisi ha mostrato come la curvatura sia causata dall'onda che viaggia attraverso la Via Lattea, facendo sì che le singole stelle si muovano su e giù attraverso il piano della galassia mentre viaggia. Il nuovo studio ha misurato la velocità e l'estensione dell'onda in modo più preciso che mai.

La spiegazione più probabile per la curvatura è che una recente interazione con una galassia satellite ha creato un'increspatura gravitazionale, e quell'increspatura ha continuato a muoversi attraverso la galassia, formando l'onda. Cheng spiega, "il nostro miglior modello è che c'è stato un incontro con una galassia satellitare circa 3 miliardi di anni fa, questo è considerato relativamente recente dagli astronomi galattici".

Risultati come questo mostrano come le galassie siano dinamiche e in continua evoluzione su scale temporali astronomiche.

L'eccitazione è appena iniziata per la Via Lattea:tra circa quattro miliardi di anni, dovremmo scontrarci con la galassia di Andromeda, un evento che cambierà per sempre la nostra casa galattica.