La Via Lattea è la galassia a cui appartiene il nostro sistema solare, cioè il sistema planetario costituito da otto corpi celesti, tra cui la Terra, che ruotano intorno al Sole. Dico “nostro” sistema solare perché secondo uno studio dell’astronomo statunitense Erik Petigura nella Via Lattea ci sarebbero circa 40 miliardi di stelle simili al Sole; nei loro ipotetici sistemi planetari ci sarebbero 8,8 miliardi di pianeti simili alla Terra e posizionati in zone dello spazio “abitabili” come il nostro pianeta.
Sappiamo che la Terra pesa circa 6 mila miliardi di tonnellate (5,972 × 10^24 kg) e inoltre che il Sole ha un peso di 1,989 × 10^30 kg, equivalenti a 332.946 masse terrestri, una cifra spaventosa. Ma il compito dei ricercatori è quello di spingersi sempre un pò più in là e la massa della Via Lattea è una delle misure più importanti che gli astronomi possono riuscire a fare per conoscere e caratterizzare la nostra galassia. Il problema è che nonostante gli sforzi profusi nelle ricerche da decenni, le migliori stime attualmente disponibili non concordano tra loro. Combinando i nuovi dati della missione Gaia dell’Agenzia spaziale europea (Esa) con le osservazioni fatte con il telescopio spaziale Hubble, gli astronomi hanno ora scoperto che la Via Lattea sembrerebbe “pesare” circa 1500 miliardi di masse solari, entro un raggio di 129mila anni luce dal centro galattico. La cifra è spaventosa: provate a moltiplicare 6 mila miliardi di tonnellate per 332.946 e moltiplicate il risultato per 1500 miliardi. Un numero inimmaginabile per un comune mortale.
Laura Watkins, dell’European Southern Observatory in Germania, a capo del gruppo di ricerca che ha effettuato l’analisi ha affermato che: “Non siamo in grado di rilevare direttamente la materia oscura, per questo motivo la misura della massa della Via Lattea è così incerta: non possiamo misurare con precisione ciò che non riusciamo a vedere”.
Vista la natura sfuggente della materia oscura, i ricercatori hanno usato un metodo ingegnoso per pesare la Via Lattea, basato sulla misura delle velocità degli ammassi globulari, densi ammassi stellari che orbitano a grandi distanze attorno al disco a spirale della galassia. Gli ammassi globulari si formarono prima del disco a spirale della Via Lattea, dove in seguito si è formato anche il nostro Sole e il Sistema solare. A causa delle loro grandi distanze, gli ammassi globulari permettono agli astronomi di tracciare la massa del vasto inviluppo di materia oscura che circonda la nostra galassia, ben oltre il disco a spirale.
«Più è grande una galassia, più velocemente si muovono i suoi ammassi, spinti dalla forza di gravità” – spiega Wyn Evans ricercatore dell’Università di Cambridge – “Molte delle misure precedenti hanno rilevato la velocità con cui un ammasso si avvicina o si allontana dalla Terra, ossia la velocità dell’ammasso lungo la linea di vista. Ora 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».
La velocità totale di un oggetto è composta da tre movimenti: un movimento radiale (lungo la linea di vista) e due movimenti laterali (sul piano tangente alla linea di vista). Tuttavia, in astronomia, molto spesso si riescono a misurare solo le velocità radiali. In questo caso riuscendo a misurare anche il moto laterale i margini di errore sono notevolmente ridotti.
Il gruppo si è basato sui dati della seconda release di Gaia, il satellite della ESA ( Agenzia Spaziale Europea) progettato per creare una mappa tridimensionale degli oggetti astronomici appartenenti alla Via Lattea e per seguire i loro movimenti. Questa seconda release comprende misure di ammassi globulari fino a 65mila anni luce dalla Terra. I ricercatori hanno successivamente combinato i dati di Gaia con quelli di Hubble, che hanno permesso di aggiungere allo studio ammassi globulari deboli e distanti, fino a 130mila 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 ammassi.
Fino ad ora, l’incertezza sulla massa della Via Lattea ha rappresentato un ostacolo per rispondere a molte domande cosmologiche. Il contenuto di materia oscura di una galassia e la sua distribuzione sono intrinsecamente legati alla formazione e alla crescita delle strutture nell’Universo. Determinare con precisione la massa della Via Lattea ci permetterà di raggiungere una comprensione più chiara di dove la nostra galassia si trovi in un contesto cosmologico.
