Questa mappa 3D della Via Lattea è la migliore visione della forma deformata e contorta della nostra galassia

Calcolando la distanza dal sole a migliaia di stelle pulsanti attraverso la Via Lattea , gli astronomi hanno ora tracciato la nostra galassia in 3D su una scala più ampia che mai, secondo un nuovo studio.

Queste nuove scoperte fanno luce sulla forma deformata e contorta del disco della galassia, hanno aggiunto i ricercatori.

La Via Lattea è una galassia a spirale composta da una regione centrale a forma di barra circondata da un disco piatto di gas, polvere e stelle largo circa 120.000 anni luce. Il nostro sistema solare si trova a circa 27.000 anni luce dal centro galattico all'interno di uno dei quattro bracci a spirale del disco. Un anno luce è la distanza percorsa dalla luce in un anno: circa 6 trilioni di miglia (10 trilioni di chilometri).

Un faro cosmico

Questo diagramma mostra una forma deformata di una galassia come la nostra Via Lattea, come suggerito dalle osservazioni di giovani stelle variabili, chiamate Cefeidi, la nostra stessa galassia. (Credito immagine: J. Skowron/OGLE/Osservatorio astronomico, Università di Varsavia)

Gran parte delle attuali conoscenze sulla forma e la struttura della Via Lattea si basa sulle distanze tra il sole e vari punti di riferimento celesti, informate dall'estrapolazione da ciò che gli astronomi hanno visto in altre galassie. Tuttavia, le distanze tra il sole e questi punti di riferimento vengono solitamente misurate indirettamente.

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno cercato di misurare direttamente le distanze tra il sole e un ampio campione di stelle per aiutare a costruire una mappa 3D della galassia. Si sono concentrati su un tipo specifico di stella nota come variabile Cefeide .

Le cefeidi sono giovani stelle supergiganti che bruciano fino a centinaia di migliaia di volte più luminose del sole. Come i fari sulle coste nebbiose, le Cefeidi si illuminano e si attenuano in cicli prevedibili e sono visibili attraverso le vaste nubi di polvere interstellare che spesso oscurano le stelle più deboli.

Le cefeidi sembrano pulsare perché il loro gas si riscalda e si raffredda, si espande e si contrae, secondo schemi molto regolari che possono durare da ore a mesi. Il legame ben definito tra la luminosità di una Cefeide e il suo programma di pulsazione significa che cronometrando le sue pulsazioni, gli astronomi possono dedurre quanto sia luminosa intrinsecamente una Cefeide.

Dopo aver confrontato la luminosità intrinseca di una Cefeide con la sua luminosità apparente, ovvero quanto luminosa appare dalla Terra, gli astronomi possono quindi stimare la distanza della Cefeide dal nostro pianeta, data la consapevolezza che le stelle appaiono più deboli quanto più sono lontane da noi. Gli scienziati possono determinare le distanze dalle Cefeidi con una precisione migliore del 5%.

La Via Lattea: un luogo contorto e deformato

Questa immagine confronta una simulazione delle variabili stellari Cefeidi della Via Lattea (a sinistra) con le effettive osservazioni dei loro numeri (a destra). I punti rossi indicano le stelle più vecchie, mentre quelle più giovani sono mostrate in blu. (Credito immagine: J. Skowron/OGLE/Osservatorio astronomico, Università di Varsavia)

Utilizzando l'esperimento di lente gravitazionale ottica, che monitora la luminosità di quasi 2 miliardi di stelle, gli scienziati hanno tracciato la distanza tra il sole e più di 2.400 Cefeidi in tutta la Via Lattea. "Ci sono voluti sei anni, ma ne è valsa la pena", ha detto a This Web.com l'autrice principale dello studio Dorota Skowron, un'astrofisica dell'Università di Varsavia in Polonia.

Questi risultati hanno aiutato gli astronomi a costruire una mappa 3D su larga scala della Via Lattea. Questa è la prima mappa di questo tipo basata su distanze misurate direttamente da migliaia di punti di riferimento celesti in tutta la galassia.

La nuova mappa ha aiutato a rivelare maggiori dettagli sulle distorsioni che gli astronomi avevano precedentemente rilevato nella forma della Via Lattea . In particolare, il disco della galassia non è piatto a distanze maggiori di 25.000 anni luce dal nucleo galattico, ma deformato. Questa deformazione è stata potenzialmente causata dalle interazioni della galassia con le galassie satelliti, il gas intergalattico o la materia oscura.

"La deformazione del disco galattico è stata rilevata in precedenza, ma questa è la prima volta che possiamo utilizzare singoli oggetti per tracciarne la forma in tre dimensioni", ha affermato in una nota il coautore dello studio Przemek Mrz dell'Università di Varsavia.

La quantità di deformazione che i ricercatori hanno visto nella Via Lattea è stata sorprendentemente pronunciata, ha detto Skowron. "Non è un fatto statistico disponibile solo per la comprensione di uno scienziato", ha detto. "È evidente ad occhio."

Gli astronomi possono dedurre l'età delle Cefeidi in base ai loro modelli di pulsazioni. Hanno trovato grappoli di Cefeidi con età molto simili.

"Questa è una chiara indicazione che sono stati creati insieme", ha detto Skowron. "Possiamo vedere con i nostri occhi e all'interno della nostra stessa galassia che la formazione stellare non è costante ma sta effettivamente accadendo a raffiche".

Le stelle potrebbero essersi formate a raffica a causa di una varietà di fattori scatenanti, ha detto Skowron. Nubi giganti di gas interstellare possono frammentarsi per gravità, collassando in sacche di formazione stellare. Le fusioni titaniche tra le galassie o i venti interstellari di supernove catastrofiche possono anche aver frantumato le nuvole in stelle, ha spiegato.

Una migliore mappa della Via Lattea

Questo diagramma mostra una vista della nostra Via Lattea, nonché una trama di stelle Cefeidi variabili che mostra la forma deformata della galassia. (Credito immagine: trama di J. Skowron/OGLE, il panorama della Via Lattea di Serge Brunier)

In futuro, i ricercatori hanno in programma di perfezionare la loro mappa 3D della Via Lattea tracciando le distanze tra il sole e altre stelle pulsanti note come RR Lyrae. Come le Cefeidi, le RR Lyrae pulsano secondo schemi con intervalli di tempo prevedibili, ma esistono nella galassia da molto più tempo, ha detto Skowron. Ciò aiuterebbe gli scienziati a capire come le parti più antiche della galassia sono cambiate nel tempo, ha aggiunto.

Migliori mappe 3D della Via Lattea possono aiutare gli scienziati a comprenderne meglio la forma. Ad esempio, "il numero delle principali braccia a spirale è ancora dibattuto; inoltre, la gravità della spirale delle braccia", ha detto Skowron.

Questa immagine mostra una vista del telescopio di Varsavia, con le stelle Cefeidi simili a un faro trovate nell'indagine OGLE contrassegnate in giallo. (Credito immagine: K. Ulaczyk / J. Skowron / OGLE / Osservatorio astronomico, Università di Varsavia)

Una migliore comprensione della forma della galassia potrebbe quindi, a sua volta, far luce su come si è evoluta nel tempo, ad esempio come le stelle si muovono e si diffondono dai loro luoghi di nascita, quali orbite prendono le stelle nella galassia deformata e cosa esattamente potrebbe aver deformato la galassia. la forma della galassia in primo luogo, ha aggiunto Skowron.

Gli scienziati hanno dettagliato le loro scoperte nel numero del 2 agosto della rivista Science.

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