Scritto: Sabato, 02 Maggio 2020 17:34 Ultima modifica: Sabato, 02 Maggio 2020 18:59

La distorsione della Via Lattea vista da Gaia


L'enigma del disco galattico deformato si avvia ad essere spiegato grazie all'osservatorio astrometrico ESA; intanto si celebra il secondo anniversario di Gaia-DR2 mentre la pandemia fa slittare l'uscita del prossimo catalogo.

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L'ondulazione del disco galattico esterno, con indicazione della distanza massima delle stelle utilizzate per studiarne il movimento. Nell'inserto, la stessa rappresentazione artistica della Via Lattea vista dall'alto. L'ondulazione del disco galattico esterno, con indicazione della distanza massima delle stelle utilizzate per studiarne il movimento. Nell'inserto, la stessa rappresentazione artistica della Via Lattea vista dall'alto. Credit: Stefan Payne-Wardenaar; Inset: NASA/JPL-Caltech; Layout: ESA

 Il disco della Via Lattea, lo si sapeva dalla fine degli anni '50, non è piatto ma leggermente deformato; le sue regioni esterne, infatti, si incurvano verso l'alto da un lato e verso il basso dall'altro. A lungo gli astronomi si sono interrogati sulla possibile causa di questa ondulazione, invocando la possibile influenza del campo magnetico intergalattico o gli effetti di un alone di materia oscura che, se avesse una forma irregolare, potrebbe piegare il disco galattico con la sua gravità.

 Adesso, grazie all'ultimo catalogo con oltre 1,3 miliardi di posizioni e moti stellari misurati da Gaia, potremmo possedere la chiave per risolvere questo mistero. Uno studio pubblicato su Nature Astronomy che utilizza quei dati ha confermato gli indizi secondo cui questa deformazione non è statica ma cambia il suo orientamento nel tempo. Il fenomeno, detto di precessione, è paragonabile al dondolio di una trottola mentre ruota e risulta molto più veloce di quanto ci si aspetterebbe sulla base del campo magnetico intergalattico o dell'alone di materia oscura, suggerendo che sia causato da qualcos'altro, probabilmente una collisione con un'altra galassia.

 Come racconta Eloisa Poggio, ricercatrice all'osservatorio di Pino Torinese e prima firmataria dell'articolo, "abbiamo misurato la velocità dell'ondulazione confrontando i dati con i nostri modelli e, in base alla velocità ottenuta, essa completerebbe una rotazione attorno al centro della Via Lattea in 600-700 milioni di anni. È molto più veloce di quanto ci aspettassimo sulla base delle previsioni di altri modelli, come quelli che osservano gli effetti dell'alone non sferico". Come evidenziato dall'animazione sottostante, si tratta comunque di una rotazione più lenta rispetto a quella con cui le stelle del disco orbitano attorno al centro galattico; il Sole, ad esempio, completa una rivoluzione in circa 220 milioni di anni, quindi ruota 3 volte più rapidamente della distorsione.

Gaia MilkyWayWarp smallest

Il disco galattico deformato della Via Lattea oscilla come una trottola; da notare il Sole e la sua traiettoria in evidenza. - Credits: Stefan Payne-Wardenaar / ESA - Processing: Marco Di Lorenzo

 Il risultato è stato ottenuto analizzando il moto di ben 12 milioni di stelle giganti contenute nel catalogo Gaia DR-2; il campione, rappresentativo delle regioni più esterne del disco (fino a 16 kpc dal centro galattico, il doppio della distanza del Sole) ha mostrato una velocità di precessione di 10.9 ± 3.2 km s−1 per ogni kpc di distanza dal centro galattico. Il movimento avviene nella stessa direzione della rotazione galattica e si sovrappone ad essa; direzione e velocità di precessione favoriscono lo scenario secondo cui l'ondulazione è il risultato di un incontro galattico recente o addirittura ancora in corso, sfavorendo invece l'ipotesi che si tratti di una "cicatrice" risalente a quando la Via Lattea si formò, oltre 10 miliardi di anni fa. 

 Gli astronomi non sanno ancora quale galassia potrebbe causare l'increspatura né quando è iniziata la collisione. Un candidato è la galassia nana del Sagittario, che si ritiene abbia attraversato già diverse volte il disco galattico; questa galassia sta già perdendo stelle per effetto mareale e, probabilmente, finirà per venire completamente inglobata nella Via Lattea, un destino che è già sicuramente toccato a molte altre piccole galassie in passato.

 "Con Gaia, per la prima volta, abbiamo una mole di dati su una grande quantità di stelle, così precisi che possiamo provare a capire i movimenti su larga scala della galassia e ricostruire la sua storia di formazione", afferma J. de Bruijne dell'ESA. "Questo è qualcosa di unico, è davvero la rivoluzione di Gaia". E questa rivoluzione è ben illustrata dal seguente grafico pubblicato una settimana fa dall'ESA, per celebrare il secondo anniversario della pubblicazione del catalogo DR-2:

 Gaia articles

Credits: ESA-Gaia consortium-DPAC

 Come si vede, alla fine del 2019 il numero di articoli basati sui cataloghi Gaia aveva praticamente raggiunto quota 3000, con un vertiginoso incremento esponenziale che fa raddoppiare la cifra ogni 9-10 mesi!

 Gaia è un classico esempio di esperimento scientifico ambizioso e di ampio respiro, con una enorme ricaduta sulla conoscenza umana ma con limitato impatto sul pubblico, a causa dell'assenza di "belle fotografie" che colpiscono l'immaginario collettivo. Quando si decantano le imprese della NASA, con le spettacolari immagini del telescopio Hubble o con i panorami dei rover marziani, si tende a sopravvalutarne il valore e ci si dimentica che la sostanza della scienza è altrove. L'Europa, con i soldi di noi contribuenti, ha saputo finanziare una missione così poco spettacolare ma così importante per l'astronomia, meritandosi il plauso, l'ammirazione e la gratitudine della comunità astronomica mondiale; forse dovremmo rivalutare parecchio la nostra agenzia rispetto a quella d'oltreoceano, magari indossando fieramente anche qualche maglietta con il logo ESA e non soltanto la sigla NASA che in questi anni abbiamo visto dilagare anche tra i teenager nostrani!

 La tabella qui sotto riporta lo stato attuale delle osservazioni di Gaia, che ha ormai trasmesso quasi 79 TB di dati e ha osservato qualcosa come 150 miliardi di transiti sul piano focale; si tratta di incrementi del 15,5% rispetto a soli 4 mesi fa, quasi l'1% a settimana.

Gaia numbers 20200502

  L'unica nota stonata, se vogliamo, riguarda la data di pubblicazione del prossimo catalogo Data Release 3, che era già parzialmente slittata 4 mesi fa, con l'annuncio di una "rateizzazione" del catalogo. In pratica, a causa di ritardi nella elaborazione dell'enorme mole di dati raccolti, all'epoca si era deciso di separare la pubblicazione in due sotto-cataloghi: una "Early release" (EDR3) entro il 2020, contenente comunque misure astrometriche e fotometriche ancora più precise, seguita dal catalogo completo e DR3  nella prima metà del 2021, contenente una serie di informazioni aggiuntive utilissime, tra cui una classificazione spettro-fotometrica, un catalogo di stelle variabili e di stelle doppie e le osservazioni su circa 100000 oggetti del sistema solare.

 Adesso, purtroppo, interviene anche l'epidemia COVID-19 con un impatto inevitabile nella collaborazione di Gaia. Come recita il comunicato ufficiale, diramato il 18 Marzo, lo sforzo di elaborazione dei dati è distribuito in molti paesi europei che adottano approcci diversi per combattere la pandemia e, in alcuni di questi paesi [tra cui l'Italia] le restrizioni sono molto severe; pertanto, scienziati e ingegneri del Consorzio per l'analisi e l'elaborazione dei dati di Gaia (DPAC), anche se continuano a lavorare da casa, non possono farlo allo stesso ritmo anche a causa dei tempi più lunghi ora necessari per la risoluzione dei problemi hardware, a causa dell'assenza di personale nei siti operativi.

 A questo punto, il ritardo nell'uscita di Gaia Early DR3 e Gaia DR3 sarà inevitabile e potrà essere quantificato solo quando il quadro della situazione generale sarà chiarito. Appena possibile, verrà annunciato un nuovo calendario di rilascio e, a questo punto, sicuramente dovremo aspettare il 2021 per vedere qualcosa. Mentre l'elaborazione dei dati è rallentata, la buona notizia è che Gaia continua a raccogliere preziosi dati scientifici e, sicuramente, molti articoli continueranno ad uscire sulla base del catalogo DR-2, che è pur sempre una fonte inesauribile di informazioni!

 

Riferimenti:
https://sci.esa.int/web/gaia/-/milky-way-s-warp-caused-by-galactic-collision-gaia-data-suggests
https://www.nature.com/articles/s41550-020-1017-3
https://www.cosmos.esa.int/web/gaia/home

Altre informazioni su questo articolo

Letto: 664 volta/e Ultima modifica Sabato, 02 Maggio 2020 18:59
Marco Di Lorenzo (DILO)

Sono laureato in Fisica e insegno questa materia nelle scuole superiori; in passato ho lavorato nel campo dei semiconduttori e dei sensori d'immagine. Appassionato di astronautica e astronomia fin da ragazzo, ho continuato a coltivare queste passioni sul web, elaborando e pubblicando numerose immagini insieme al collega Ken Kremer. E naturalmente amo la fantascienza e la fotografia!

https://www.facebook.com/marco.lorenzo.58 | Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

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