Può sembrare strano ma studiare la nostra galassia è molto difficile: trovandoci al suo interno, dalla Terra riusciamo ad avere solo una visione parziale e limitata. Anche se abbiamo un'idea approssimativa delle dimensioni e della forma dei suoi bracci, molte caratteristiche rimangono ancora sconosciute.

Gli autori del nuovo studio pubblicato su Astronomy & Astrophysics, si sono concentrati su una porzione vicina di uno dei bracci della galassia, chiamato Braccio del Sagittario, uno dei più estesi e quello immediatamente più interno rispetto al Sole. Utilizzando lo Spitzer Space Telescope della NASA, prima della fine della missione a gennaio 2020, hanno cercato le stelle appena nate, scrutando in infrarosso le nubi di gas e polvere (nebulose) dove esse si formano.

Finora, si pensava che le giovani stelle e le nebulose fossero allineate con la forma dei bracci in cui risiedono.

Per ottenere una vista 3D del segmento del braccio, gli scienziati hanno utilizzato gli ultimi maestosi set di informazioni rilasciati dalla missione Gaia dell'ESA.

I dati combinati hanno rivelato che la struttura lunga e sottile associata al braccio del Sagittario è composta da giovani stelle che si muovono quasi alla stessa velocità e nella stessa direzione attraverso lo spazio.
"Una proprietà chiave dei bracci a spirale è quanto strettamente si avvolgono attorno a una galassia", ha affermato Michael Kuhn, astrofisico della Caltech e autore principale del nuovo articolo. Questa caratteristica è misurata dall'angolo di inclinazione del braccio. Un cerchio ha un angolo di inclinazione di 0 gradi e man mano che la spirale diventa più aperta, l'angolo di inclinazione aumenta. "La maggior parte dei modelli della Via Lattea suggerisce che il braccio del Sagittario formi una spirale con un angolo di inclinazione di circa 12 gradi, ma la struttura che abbiamo esaminato si distingue davvero con un angolo di quasi 60 gradi".

Strutture simili, a volte chiamate speroni o piume, sono state già osservate nei bracci di altre galassie a spirale e per decenni, gli scienziati si sono chiesti se anche i bracci a spirale della nostra Via Lattea fossero caratterizzati da elementi simili o fossero relativamente lisci.


Prendere le misure

La formazione appena scoperta contiene quattro nebulose note per la loro bellezza mozzafiato: la Nebulosa Aquila (che contiene i Pilastri della Creazione), la Nebulosa Omega, la Nebulosa Trifida e la Nebulosa Laguna.

Negli anni '50, un team di astronomi effettuò misurazioni approssimative della distanza di alcune delle stelle in queste nebulose e fu in grado di dedurre l'esistenza del braccio del Sagittario. Il loro lavoro fornì alcune delle prime prove della struttura a spirale della nostra galassia.
"Le distanze sono tra le cose più difficili da misurare in astronomia", ha affermato il coautore Alberto Krone-Martins, astrofisico e docente di informatica presso l'Università della California e membro del Gaia Data Processing and Analysis Consortium (DPAC) . "Sono solo le recenti misurazioni dirette della distanza di Gaia che rendono così evidente la geometria di questa nuova struttura".

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno anche fatto affidamento su un catalogo di oltre centomila stelle appena nate scoperte da Spitzer in un'indagine sulla galassia chiamata Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire (GLIMPSE). "Quando mettiamo insieme i dati di Gaia e Spitzer e finalmente vediamo questa mappa tridimensionale dettagliata, possiamo vedere che c'è un po' di complessità in questa regione che prima non era evidente", ha detto Kuhn.

Gli astronomi non hanno ancora compreso appieno cosa causa la formazione di bracci a spirale in galassie come la nostra.
Le stelle nella struttura appena scoperta probabilmente si sono formate nello stesso periodo, nella stessa area e sono state influenzate in modo univoco dalle forze che agiscono all'interno della Via Lattea, inclusa la gravità e il taglio dovuto alla rotazione della galassia.
"In definitiva, questo ci ricorda che ci sono molte incertezze sulla struttura su larga scala della Via Lattea, e dobbiamo guardare i dettagli se vogliamo capire quel quadro più ampio", ha detto uno dei coautori del documento, Robert Benjamin, astrofisico dell'Università del Wisconsin-Whitewater e ricercatore principale della rassegna GLIMPSE. "Questa struttura è un piccolo pezzo della Via Lattea, ma potrebbe dirci qualcosa di significativo sulla Galassia nel suo insieme".