Stelle in altalena, sulla cresta dell’onda galattica

Di seguito un approfondimento pubblicato sulla rivista Nature Astronomy pubblicato sul portale Media INAF

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Come la sterminata superficie di un lago, il disco di stelle della nostra galassia è attraversato da una sterminata onda che lo deforma. Ora, un team di ricercatori guidati da Eloisa Poggio dell’Istituto Nazionale di Astrofisica, è riuscito a misurare la velocità con cui si propaga quest’onda ruotando attorno al centro galattico, ricavando per essa un valore pari a circa un terzo della velocità con cui si spostano le stelle del disco nel loro moto di rotazione. L’onda viaggia molto rapidamente, probabilmente come conseguenza dell’ interazione con un’altra galassia vicina che potrebbe essere avvenuta nel recente passato della Via Lattea o addirittura ancora in corso. I risultati del lavoro, pubblicato sulla rivista Nature Astronomy, sono stati ottenuti analizzando i dati accuratissimi dei moti stellari raccolti dalla missione spaziale Gaia dell’ESA, che vede una importante partecipazione italiana con l’INAF  e l’ASI (Agenzia Spaziale Italiana) che partecipano al Data Processing and Analysis Consortium (Dpac).

 

In un contesto cosmologico, il disco di una galassia può subire perturbazioni e torsioni da una grande varietà di sollecitazioni, come possibili accrescimenti di materiale, dalla forza esercitata dall’alone di materia oscura che la circonda o  dall’interazione con galassie satelliti. Quindi, il disco di una galassia può essere deformato – e pertanto formare quello che gli addetti ai lavori chiamano un warp galattico. Lo studio dei warp può quindi fornire informazioni fondamentali sulla storia evolutiva della galassia stessa. Anche la Via Lattea, come molte altre galassie a spirale, presenta un warp, che può essere studiato in grande dettaglio grazie al fatto che il nostro Sistema solare è immerso nel disco Galattico, e che possiamo quindi studiare il moto delle singole stelle che lo compongono. Con i dati di Gaia presenti nel catalogo DR2, i ricercatori hanno avuto accesso a una mole senza precedenti di dati di altissima precisione. Gaia ha misurato le posizioni sulla volta celeste e i movimenti su di essa per oltre 1.3 miliardi di stelle, raggiungendo anche stelle molto deboli. Il team ha quindi potuto ricostruire le posizioni e le velocità delle stelle per una buona porzione del disco della nostra Galassia, raggiungendo distanze di 25 mila anni luce dal Sole. Grazie all’estensione spaziale e alla precisione delle misure del campione osservativo, è stato così possibile mettere a confronto i dati con dei modelli cinematici in grado di simulare l’evoluzione nel tempo di questa deformazione del disco galattico. I risultati escludono che il disco deformato risulti immobile nel tempo, avvalorando lo scenario di una sua rotazione attorno al centro della Galassia, con una velocità che corrisponde circa a un terzo della velocità angolare della rotazione Galattica alla posizione del Sole e con lo stesso verso di percorrenza. “Secondo il nostro modello, le stelle della nostra Galassia stanno “planando” sul warp, come dei surfisti cavalcano le onde del mare” commenta Poggio, dell’INAF di Torino, primo autore dell’articolo su Nature Astronomy. “Con i dati di Gaia DR2 abbiamo misurato che il warp si sta muovendo ad una velocità angolare di 10 chilometri al secondo per chiloparsec. L’elevata velocità angolare suggerisce che il warp sia dovuto a un’interazione recente o ancora in atto con una galassia satellite”.

Se confrontata con modelli dinamici già elaborati da altri gruppi di ricerca, questa velocità risulta essere molto elevata e compatibile con uno scenario in cui la deformazione del disco galattico sia stato provocato da un’interazione recente o ancora in atto con una galassia satellite della via Lattea. I risultati del lavoro indicano che le forze esterne provenienti dalle interazioni con le galassie satelliti svolgono un ruolo significativo – e ancora in atto –  nei moti di stelle e gas nelle regioni esterne del disco Galattico, come già indicato da altri risultati. I dati di Gaia DR2 segnano una vera a propria rivoluzione per lo studio della nostra Galassia, fornendo un’occasione senza precedenti di analizzare la Via Lattea “dall’interno”, confrontando i nostri modelli con le posizioni e le velocità delle stelle che la compongono.

“Non posso essere più contento del risultato” ribadisce Ronald Drimmel, sempre dell’INAF di Torino e coautore dello studio. “Inizialmente eravamo sorpresi che la velocità di precessione del warp fosse così grande. Questo risultato già in sé chiarisce la natura dinamica del warp della
nostra Galassia, finora un grande mistero che ha ispirato molte teorie in passato. Adesso abbiamo una nuova domanda: potrebbe essere la galassia nana del Sagittario la causa del warp, oppure un’altra ancora?”

Lo studio è stato pubblicato sul sito web della rivista Nature Astronomy nell’articolo Evidence of a dynamically evolving Galactic warp di E. Poggio, R. Drimmel, R. Andrae, C. A. L. Bailer-Jones, M. Fouesneau, M. G. Lattanzi, R. L. Smart e A. Spagna.