I dati del satellite di mappatura stellare Gaia dell'ESA hanno rivelato prove allettanti che l'ammasso stellare più vicino al sole viene interrotto dall'influenza gravitazionale di una struttura massiccia ma invisibile nella nostra galassia.

Se è vero, questo potrebbe fornire prove per una sospetta popolazione di "sub-alone di materia oscura". e ora sono sparsi per la galassia, creando una sottostruttura invisibile che esercita una notevole influenza gravitazionale su tutto ciò che si avvicina troppo.

La ricercatrice dell'ESA Tereza Jerabkova e i colleghi dell'ESA e dell'Osservatorio europeo meridionale hanno fatto la scoperta mentre studiavano il modo in cui un vicino ammasso stellare si fonde con lo sfondo generale delle stelle nella nostra galassia. Questa scoperta si basava sulla terza versione dei dati (EDR3) di Gaia e sui dati della seconda versione.

Il team ha scelto le Iadi come bersaglio perché è l'ammasso stellare più vicino al sole. Si trova a poco più di 153 anni luce di distanza, ed è facilmente visibile agli osservatori del cielo sia nell'emisfero settentrionale che in quello meridionale come una cospicua forma a "V" di stelle luminose che segna la testa del toro nella costellazione del Toro. Al di là delle stelle luminose facilmente visibili, i telescopi rivelano un centinaio di telescopi più deboli contenuti in una regione sferica dello spazio, di circa 60 anni luce di diametro.

Un ammasso stellare perderà naturalmente le stelle perché mentre quelle stelle si muovono all'interno dell'ammasso si tirano l'una contro l'altra gravitazionalmente. Questo costante strattone cambia leggermente la velocità delle stelle, spostandone alcuni ai bordi del grappolo. Da li, le stelle possono essere spazzate via dall'attrazione gravitazionale della galassia, formando due lunghe code.

Una coda segue l'ammasso stellare, l'altro lo precede. Sono conosciuti come code di marea, e sono stati ampiamente studiati nelle galassie in collisione ma nessuno li aveva mai visti da un vicino ammasso aperto di stelle, fino a poco tempo fa.

La chiave per rilevare le code di marea è individuare quali stelle nel cielo si muovono in modo simile all'ammasso stellare. Gaia lo rende facile perché misura con precisione la distanza e il movimento di oltre un miliardo di stelle nella nostra galassia. "Queste sono le due quantità più importanti di cui abbiamo bisogno per cercare le code di marea dagli ammassi stellari nella Via Lattea, "dice Tereza.

I precedenti tentativi di altri team avevano avuto solo un successo limitato perché i ricercatori avevano cercato solo stelle che corrispondessero da vicino al movimento dell'ammasso stellare. Ciò ha escluso i membri che sono partiti prima nella sua storia di 600-700 milioni di anni e quindi ora stanno viaggiando su orbite diverse.

Per capire la gamma di orbite da cercare, Tereza ha costruito un modello al computer che simula le varie perturbazioni che le stelle in fuga nell'ammasso potrebbero avvertire durante le loro centinaia di milioni di anni nello spazio. È stato dopo aver eseguito questo codice, e quindi confrontando le simulazioni con i dati reali che è stata rivelata la vera estensione delle code di marea delle Iadi. Tereza e colleghi hanno trovato migliaia di ex membri nei dati di Gaia. Queste stelle ora si estendono per migliaia di anni luce attraverso la galassia in due enormi code di marea.

Ma la vera sorpresa è stata che alla coda di marea sembravano mancare le stelle. Ciò indica che sta avvenendo qualcosa di molto più brutale rispetto alla "dissoluzione" dell'ammasso stellare.

Eseguendo di nuovo le simulazioni, Tereza ha mostrato che i dati potrebbero essere riprodotti se quella coda si fosse scontrata con una nuvola di materia contenente circa 10 milioni di masse solari. "Deve esserci stata una stretta interazione con questo ammasso davvero enorme, e le Iadi sono appena state distrutte, " lei dice.

Ma cosa potrebbe essere quel grumo? Non ci sono osservazioni di una nuvola di gas o di un ammasso stellare così massiccio nelle vicinanze. Se non viene rilevata alcuna struttura visibile anche in future ricerche mirate, Tereza suggerisce che l'oggetto potrebbe essere un sub-alone di materia oscura. Questi sono ammassi naturali di materia oscura che si pensa contribuiscano a modellare la galassia durante la sua formazione. Questo nuovo lavoro mostra come Gaia sta aiutando gli astronomi a mappare questa struttura invisibile della materia oscura della galassia.

"Con Gaia, il modo in cui vediamo la Via Lattea è completamente cambiato. E con queste scoperte, saremo in grado di mappare le sottostrutture della Via Lattea molto meglio che mai, " dice Tereza. E dopo aver dimostrato la tecnica con le Iadi, Tereza e colleghi stanno ora estendendo il lavoro cercando code di marea da altri, ammassi stellari più distanti.