23:55 20 Settembre 2020
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Un team internazionale di astrofisici, che per la prima volta ha avuto a disposizione il telescopio spaziale Gaia, è stato in grado di determinare le dimensioni della nostra galassia misurando l'alone della materia oscura. E il diametro non è affatto di 105.700 anni luce, come si pensava fino a qualche tempo fa.

La distanza tra i corpi celesti più lontani tra loro, appartenenti alla Via Lattea, si calcolava fosse poco superiore ai 100mila anni luce, approssimazione già contestata per difetto da diversi recenti studi che parlavano di dimensioni almeno doppie. Le ultime stime sul diametro del disco galattico parlano di 260 mila anni luce.

Ma quello è solo il confine della materia presente nella nostra Galassia, poi c’è ancora tutto il campo di influenza gravitazionale, proprio come i confini del Sistema solare sappiamo estendersi ben oltre la cintura di Kuiper.

Quanto è grande veramente la nostra Galassia, fino a che distanza esercita attrazione gravitazionale? Per rispondere a questa domanda uno studio congiunto di astrofisici di Regno Unito, Germania, Stati Uniti e Canada, hanno unito le forze e raccolto i dati forniti dal nuovo telescopio spaziale Gaia, per poi renderne pubbliche le conclusioni sulla rivista Monthly Avvisi della Royal Astronomical Society e anche nella biblioteca di prestampe di arXiv.org.

I calcoli basati sui dati di mappatura del telescopio hanno mostrato che l'alone invisibile della materia oscura che ruota attorno al buco nero supermassiccio Sagittario A * si estenderebbe per addirittura quasi un milione di anni luce - 950 mila anni luce per l’esattezza.

Per il settimo anno, il telescopio Gaia ha accuratamente registrato la posizione di tutti gli oggetti in movimento nella nostra Galassia, le loro velocità radiali e il cambiamento delle distanze tra le stelle. Il compito del progetto è quello di costruire una mappa 3D accurata della Via Lattea. Compito non facile quello di osservare un oggetto in pratica dal suo interno e doverne determinare dimensioni reali.

Non solo, oltre alle difficoltà di rilevare un sistema osservandone l’esterno, ma partendo dall’interno, c’è anche il problema della ‘illusione ottica’ determinata dalla materia oscura. Determinare infatti i soli confini della materia non basta per determinare il reale campo gravitazionale dell’intera galassia, perché a questa, va aggiunta la materia oscura, la quale, appunto, è oscura. Come la rilevi?

Materia oscura fotografata da A.Trovato
© Sputnik / Alessio Trovato
La materia oscura viene rilevata per una sorta di deduzione gravitazionale e grazie alla Terza legge di Keplero (Legge dei periodi, 1619). I corpi più vicini che ruotano intorno al centro gravitazionale, in questo caso il buco nero supermassiccio Sagittario A * che si trova al centro della Via Lattea, devono ruotare molto più velocemente rispetto a quelli che si trovano in periferia. Se si trovassero vicini e ruotassero troppo lentamente non riuscirebbero a sfuggire alla forza di gravità di Saggittario A* e ne verrebbero risucchiati, se si trovassero in periferia e ruotassero troppo velocemente partirebbero per la tangente e sfuggirebbero dalla Galassia. Quindi il metodo è individuare i corpi più lontani, rilevare di quanto si muovano più velocemente rispetto a quanto atteso se vi fosse solo materia visibile, calcolare la quantità di gravità in più che ci deve essere per farli andare a quella velocità senza farli partire per la tangente, considerare quella quantità in più come materia oscura, valutare quanto questa si estenda oltre il disco della materia visibile e l’impatto gravitazionale fino a che punto potrebbe estendersi.

Il risultato ottenuto da rilievi, calcoli e simulazioni è stato appunto questa prima approssimazione di 950 mila anni luce.

"In molte analisi dell'alone della Via Lattea, il suo confine esterno è un limite fondamentale. Spesso, gli scienziati sono guidati da una scelta soggettiva, ma è preferibile determinare fisicamente il bordo esterno. Abbiamo collegato la distribuzione della materia oscura con l'alone stellare osservato e una popolazione di galassie nane", scrivono gli autori dell'articolo. "Speriamo che i dati futuri forniranno una misurazione più affidabile e accurata dei confini della Via Lattea e delle galassie vicine", concludono.
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