Combinando i dati dei telescopi spaziali Hubble e Gaia, un team internazionale di astronomi ha fornito una stima molto accurata della massa della Via Lattea, che è piena di oggetti celesti straordinari. Su quale sia la massa totale di tutti questi corpi, tuttavia, gli astronomi non sono ancora stati in grado di accordarsi.
La massa della Via Lattea è stata stimata pari a circa 500 miliardi di masse solari (dove una massa solare equivale a quella del nostro Sole). Il margine di dubbio ha molto a che fare con l’incertezza causata dalla materia oscura. Questa materia invisibile, per ora soltanto ipotizzata, rappresenta il 90% della massa totale della nostra galassia ma dal momento che non può essere vista o misurata direttamente, essa crea non pochi grattacapi agli astronomi.
Non basta certo una semplice bilancia!
Una squadra internazionale di astronomi guidata da Laura Watkins dell’Osservatorio Europeo Meridionale a Garching, in Germania, ha ora ideato un nuovo approccio alla questione. Combinando i dati di due telescopi spaziali (Hubble della NASA e Gaia dell’Agenzia Spaziale Europea) i ricercatori hanno misurato la massa della galassia con una maggiore precisione. I risultati stimano una massa totale della Via Lattea intorno ai 1,5 trilioni di masse solari.
“Siamo rimasti sorpresi“, ha dichiarato Watkins; “molti degli studi più recenti tendevano a favorire valori inferiori“. La maggior parte dell’universo conosciuto è infatti costituito da materia oscura; circa l’84%. Le stelle rappresentano circa il 4% del totale. Il restante 12% consiste in materiale non stellare come nuvole di gas, pianeti, comete e asteroidi. Per quanto riguarda il buco nero supermassiccio nel centro della Via Lattea, peserebbe circa 4 milioni di masse solari; un vero gigante, anche se rappresenta una percentuale molto piccola del totale.
Come misurare la materia oscura?
Per aggirare il problema della materia oscura, il team di Watkins ha misurato le velocità e i movimenti degli ammassi globulari (concentrazioni di stelle). La massa e la distanza dei grappoli globulari li rendono traccianti eccellenti per misurare la massa della Via Lattea. N. Wyn Evans, astronomo dell’Università di Cambridge e coautore del nuovo studio, ha spiegato la tecnica in un comunicato stampa dell’ESA (European Space Agency):
“Quanto più massiccia è una galassia, tanto più velocemente si muove sotto la spinta della sua gravità. La maggior parte delle misurazioni precedenti ha rilevato la velocità con cui un ammasso si avvicina o si allontana dalla Terra. Siamo stati in grado di misurare anche il moto laterale degli ammassi, da cui è possibile calcolare la velocità totale e, di conseguenza, la massa galattica.”
Gaia e Hubble: eroi silenziosi
Gaia ha fornito misurazioni di 34 ammassi globulari ad una distanza di 65.000 anni luce dalla Terra, mentre Hubble ha riportato misure di 12 ammassi globulari, il più distante dei quali si trova a 130.000 anni luce dalla Terra. I dati di Gaia sono stati estratti per un periodo di due mesi, mentre i dati di Hubble nell’arco di 10 anni, consentendo agli astronomi di vedere i movimenti di questi oggetti attraverso tempi ragionevolmente lunghi.
Nel comunicato stampa dell’ESA il coautore dello studio Roeland van der Marel, astronomo dello Space Telescope Science Institute di Baltimora, ha detto che la sua squadra è stata in grado di “stabilire la massa della Via Lattea in un modo che sarebbe stato impossibile senza questi due telescopi spaziali“.
Verso un modello condiviso
Watkins è soddisfatto della nuova tecnica e dei risultati, ma ammette che c’è ancora margine per miglioramenti. Gaia ad esempio, scruterà il cielo per un totale di circa nove o dieci anni prima che la missione sia completa e tali dati consentiranno agli scienziati di misurare i movimenti stellari in modo più accurato e, a loro volta, di sviluppare un’immagine più chiara della massa galattica.
Infine, Watkins auspica dei miglioramenti anche per quanto riguarda la modellizzazione dell’universo conosciuto: “abbiamo ipotizzato che l’alone della materia oscura della galassia sia perfettamente sferico“. I dati futuri di Gaia potrebbero offrire maggiori informazioni sulla forma di questo alone, che contribuirà a perfezionare i modelli astronomici.
