UN VILLAGGIO DI STELLE AI CONFINI DELLA VIA LATTEA

A metà strada fra noi e Andromeda

Una popolazione di vecchie RR Lyrae risiede a metà strada fra la Via Lattea e la vicina Andromeda. Appartiene all’alone della Via Lattea, ma riduce ancora di più il margine che separa la nostra galassia dal suo destino: quello di fondersi con Andromeda fra 10 miliardi di anni. E mette in discussione anche la definizione stessa del confine delle galassie, che dipende dall’estensione del proprio alone

     11/01/2023
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Questa illustrazione mostra gli aloni interno ed esterno della Via Lattea. L’alone è una nube sferica di stelle che circonda una galassia e ne definisce il confine. Crediti: Nasa, Esa, e A. Feild (Stsci)

Forse avrete sentito parlare di Milkomeda, la galassia gigante che prenderà forma dalla fusione fra la Via Lattea e Andromeda. Il nuovo indirizzo del Sistema solare, fra una decina di miliardi di anni. Un orizzonte temporale fuori da qualunque immaginario, ma la verità è che la nostra galassia e la sua dirimpettaia sono talmente grandi e vicine che non c’è quasi spazio vuoto nel mezzo. Già oggi. Lo dimostrano particolari stelle trovate a metà strada fra noi e Andromeda, e che di fatto apparterrebbero all’alone della Via Lattea. Gli autori dello studio ne stanno parlando per la prima volta in questi giorni al 241esimo meeting dell’American Astronomical Society (Aas), a Seattle.

I confini delle galassie sono piuttosto fumosi, difficili da definire e da osservare. La Via Lattea e la nostra vicina Andromeda, due galassie a spirale, sono composte da vari elementi: un denso nucleo di stelle centrale, chiamato bulge, in cui le stelle vorticano con orbite abbastanza caotiche; un disco, quello in cui si srotolano i bracci di spirale come quello in cui si trova il Sole e in cui le stelle seguono moti ordinati su una sorta di piano; un alone interno; e un alone esterno, diffuso e molto più grande del disco, in cui si trovano stelle e sistemi stellari più vecchi. Fra questi, spesso troviamo una classe di stelle chiamata RR Lyrae, di luminosità variabile ma con andamento ben noto, che le rende preziose “candele standard” per la misura delle distanze astronomiche. La più distante della nostra galassia, secondo il nuovo studio, sarebbe a circa un milione di anni luce, a metà strada fra noi e Andromeda. E sarebbe solo l’ultima di una popolazione di circa 200 esemplari simili: tutte lontanissime, tutte nell’alone della nostra galassia.

I modelli finora utilizzati per descrivere la struttura della nostra galassia avevano calcolato che l’alone stellare dovrebbe estendersi fino a circa 1 milione di anni luce dal centro galattico (o 300 kiloparsec: un kiloparsec equivale a 3.260 anni luce). Le 208 stelle RR Lyrae rilevate ai confini della Via Lattea hanno una distanza compresa tra circa 20 e 320 kiloparsec. I risultati si basano sui dati della Next Generation Virgo Cluster Survey (Ngvs), un programma che utilizza il Canada-France-Hawaii Telescope (Cfht) per studiare l’ammasso della Vergine, un ammasso di galassie che si trova ben oltre la Via Lattea e che comprende galassie famose come l’ellittica gigante M87. Per ottenere esposizioni profonde di M87 e delle galassie che la circondano, il telescopio ha catturato anche le stelle di primo piano nello stesso campo, esattamente quelle che sono state selezionate e riutilizzate dagli autori di questo studio. Le RR Lyrae, in particolare, sono stelle vecchie con proprietà fisiche specifiche che le fanno espandere e contrarre in un ciclo che si ripete regolarmente: la loro luminosità sale rapidamente e scende lentamente con una curva di luminosità che delinea perfettamente in una forma molto caratteristica. Non solo, la luminosità media risulta la stessa in ogni stella di questa classe: è questa la caratteristica che viene sfruttata per calcolare la distanza in modo preciso.

Il calcolo delle distanze, in astrofisica, è una delle operazioni più delicate e complesse: il cielo è pieno di stelle, alcune più luminose di altre, e non è semplice stabilire – senza alcuna informazione aggiuntiva – se una stella sia luminosa perché più grande e più massiccia o semplicemente perché è molto vicina. È importante, quindi, cercare dei riferimenti, come le cosiddette “candele standard”.

«Solo gli astronomi sanno quanto sia difficile ottenere traccianti affidabili di queste distanze», conclude Yuting Feng, la studentessa di dottorato dell’università di Santa Cruz, in California, che ha presentato i risultati all’Aas. «Questo robusto campione di stelle RR Lyrae distanti ci fornisce uno strumento molto potente per studiare l’alone e testare i modelli attuali delle dimensioni e della massa della nostra galassia».

Correzione del 12/01/2023: la stella della Via Lattea più lontana dista da noi circa 1 milione di anni luce, non 2.5 come erroneamente riportato in una versione precedente dell’articolo.