Attraverso un sorprendente esempio di astronomia multi-missione ecco che le misure del telescopio spaziale Hubble della NASA / ESA e della missione Gaia dell‘ESA sono state combinate per migliorare la stima della massa della nostra galassia, la Via Lattea. Risultato: 1.5 trilioni di masse solari.
La massa della Via Lattea è una delle misure più importanti che gli astronomi possono effettuare tuttavia, nonostante decenni di intensi sforzi, anche le migliori stime disponibili mostrano dei valori discordanti.
Ora, combinando i nuovi dati della missione Gaia dell’Agenzia spaziale europea (ESA) con le osservazioni fatte con il telescopio spaziale Hubble della NASA / ESA, gli astronomi hanno scoperto che la Via Lattea pesa circa 1,5 trilioni di masse solari in un raggio di 129 000 luce -anno dal centro galattico.
Stime precedenti variavano da 500 miliardi a 3 trilioni di volte la massa del Sole. Questa enorme incertezza derivava principalmente dai diversi metodi usati per misurare la distribuzione della materia oscura, che costituisce circa il 90% della massa della galassia.
“Non siamo in grado di rilevare direttamente la materia oscura”, spiega Laura Watkins (European Southern Observatory, Germania), che ha guidato il team nell’esecuzione dell’analisi. “Questo è ciò che porta all’attuale incertezza sulla reale massa della Via Lattea: non puoi misurare con precisione ciò che non puoi vedere!”
“Più grande è una galassia, più velocemente i suoi ‘grappoli’ si muovono sotto la spinta della sua gravità”, spiega N. Wyn Evans (Università di Cambridge, Regno Unito). “Molte delle misurazioni precedenti hanno rilevato la velocità con cui un gruppo si avvicina o si allontana dalla Terra, cioè la velocità lungo la nostra linea di vista. Tuttavia, siamo stati in grado di misurare anche il moto laterale dei grappoli, da cui è possibile calcolare la velocità totale e, di conseguenza, la massa galattica. “
Il gruppo ha usato il secondo rilascio dei dati di Gaia come base per il loro studio. Gaia è stato progettato per creare una mappa tridimensionale degli oggetti astronomici in tutta la Via Lattea e per seguire i loro movimenti. Il suo secondo rilascio di dati comprende misurazioni di ammassi globulari fino a 65.000 anni luce dalla Terra.
“I cluster globali si estendono a una grande distanza, quindi sono considerati i migliori traccianti che gli astronomi usano per misurare la massa della nostra galassia” ha affermato Tony Sohn (Space Telescope Science Institute, USA), che ha guidato le misurazioni di Hubble.
Il team ha combinato questi dati con l’impareggiabile sensibilità e l’eredità osservativa di Hubble. Le osservazioni di Hubble hanno permesso di aggiungere allo studio ammassi globulari deboli e distanti, fino a 130.000 anni luce dalla Terra. Poiché Hubble ha osservato alcuni di questi oggetti per un decennio, è stato possibile monitorare accuratamente anche le velocità di questi cluster.
“Siamo stati fortunati ad avere una così grande combinazione di dati”, ha spiegato Roeland P. van der Marel (Space Telescope Science Institute, USA). “Combinando le misurazioni di Gaia di 34 ammassi globulari con misurazioni di 12 cluster più distanti da Hubble, potremmo fissare la massa della Via Lattea in un modo che sarebbe impossibile senza questi due telescopi spaziali”.
Fino ad ora, non conoscere la massa precisa della Via Lattea ha rappresentato un problema che impediva di rispondere a molte domande cosmologiche. Il contenuto di materia oscura di una galassia e la sua distribuzione sono infatti intrinsecamente legati alla formazione e alla crescita delle strutture nell’universo: determinare con precisione la massa per la Via Lattea ci dà una comprensione più chiara di dove la nostra galassia si trova in un contesto cosmologico.