Un team di fisici del Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha recentemente annunciato una scoperta che potrebbe rivoluzionare la nostra comprensione della Via Lattea. Attraverso l’analisi delle velocità delle stelle in tutta la galassia, gli scienziati hanno rivelato un’inattesa disparità nelle velocità delle stelle situate ai margini della Via Lattea rispetto a quelle più vicine al suo centro. Questa sorprendente osservazione ha portato alla speculazione che il nucleo gravitazionale della nostra galassia potrebbe essere meno massiccio e contenere meno materia oscura di quanto precedentemente ipotizzato.
Il nucleo gravitazionale della Via Lattea
I risultati, pubblicati questo mese sulla rivista “Monthly Notices of the Royal Society,” derivano dall’analisi di dati raccolti dagli strumenti Gaia e APOGEE. Il telescopio spaziale Gaia monitora la posizione, la distanza e il movimento di oltre un miliardo di stelle nella Via Lattea, mentre APOGEE è un rilevamento basato a terra. Gli scienziati hanno esaminato le misurazioni di Gaia su oltre 33.000 stelle, comprese alcune delle più remote della galassia, determinando la “velocità circolare” di ciascuna stella – cioè quanto velocemente una stella ruota nel disco galattico, data la sua distanza dal centro della galassia.
Ciò che ha sorpreso il team è stato il confronto tra le velocità delle stelle più esterne e quelle più vicine al centro della galassia. Le stelle ai margini sembrano viaggiare più lentamente di quanto ci si potesse aspettare, suggerendo un’ipotesi straordinaria: il nucleo gravitazionale della Via Lattea potrebbe essere meno massiccio e contenere meno materia oscura di quanto inizialmente stimato.
La curva di rotazione
La curva di rotazione risultante, una rappresentazione grafica della velocità di rotazione della materia a diverse distanze dal centro galattico, ha sconcertato gli scienziati. “L’elemento sorprendente è stato vedere che questa curva rimaneva piatta, piatta, piatta fino a una certa distanza, e poi iniziava a scendere“, afferma la professoressa Lina Necib, del MIT. “Ciò significa che le stelle esterne stanno ruotando un po’ più lentamente del previsto, il che è un risultato molto sorprendente.”
Traducendo la curva di rotazione in una distribuzione di materia oscura, il team ha sviluppato una mappa tridimensionale delle stelle sparse nella Via Lattea fino a circa 30 kiloparsec. Incorporando questa mappa in un modello di velocità circolare, i ricercatori hanno simulato la velocità necessaria per ogni stella, data la distribuzione delle altre stelle nella galassia. Il risultato? Un aggiornamento della curva di rotazione che indica un nucleo galattico più leggero di quanto inizialmente previsto.
Una “tensione strana”
Questa scoperta, tuttavia, è in contrasto con altre misurazioni, generando una “tensione strana” secondo le parole di Necib. “Capire davvero questo risultato avrà profonde ripercussioni. Questo potrebbe portare a masse nascoste appena oltre il bordo del disco galattico o a una riconsiderazione dello stato di equilibrio della nostra galassia. Cerchiamo di trovare queste risposte nel prossimo lavoro, utilizzando simulazioni ad alta risoluzione di galassie simili alla Via Lattea.”
L’astronomia è stata rivoluzionata dalla pionieristica osservazione delle curve di rotazione da parte dell’astronoma Vera Rubin negli anni ’70, che ha portato alla scoperta dell’esistenza della materia oscura. Tuttavia, misurare la curva di rotazione all’interno della nostra galassia è risultato un compito particolarmente arduo, come sottolinea Xiaowei Ou, primo autore dello studio.
“Scoprire la curva di rotazione quando ci si trova all’interno di una galassia è più complicato“, dice Ou. L’analisi iniziale di Anna-Christina Eilers, del MIT, basata su dati precedenti di Gaia, suggeriva una curva piatta, ma il nuovo set di dati di Gaia, che include stelle a distanze fino a 30 kiloparsec, ha portato a un cambiamento di prospettiva significativo.
Questo studio ha sfruttato il nuovo set di dati di Gaia, integrandolo con le misurazioni di APOGEE, il che ha permesso di ottenere distanze precise per oltre 33.000 stelle e di generare una mappa tridimensionale della distribuzione stellare nella Via Lattea.
Il prossimo passo per gli scienziati è esplorare ulteriormente queste anomalie e cercare di risolvere la “tensione strana” generata da questo risultato. Ulteriori simulazioni ad alta risoluzione delle galassie simili alla Via Lattea potrebbero fornire ulteriori chiavi per comprendere la natura del nostro galattico vicinato.
Questa ricerca è stata finanziata in parte dalla National Science Foundation e rappresenta un passo significativo nell’esplorazione della complessa struttura della Via Lattea, gettando nuova luce sui misteri nascosti nei confini della nostra galassia.
