Via Lattea: non tutte le stelle ruotano con soli moti circolari

Uno studio condotto da un team internazionale composto da ricercatori del Cnr- Isc, l’Istituto dei sistemi complessi del Consiglio nazionale delle ricerche, da quelli del Centro studi e ricerche Enrico Fermi e dell’Istituto di Astrofisica delle Canarie è riuscito a ottenere le più estese mappe di velocità delle stelle situate nella nostra galassia, mettendo in discussione l’ipotesi finora accreditata che gli astri possano ruotare solo con moti circolari.

Gli scienziati, infatti, analizzando i dati del satellite Gaia hanno notato che in diverse zone della via Lattea ci sono moti radiali e verticali di notevole intensità e grandi differenze nella velocità di rotazione delle stelle.

In pratica, non tutti gli astri ruotano con soli movimenti circolari intorno al nucleo centrale così come i pianeti girano intorno al Sole, cioè con un moto di rotazione in cui vi è equilibrio tra forza centrifuga e centripeta.

Una nuova scoperta, questa, apre nuovi orizzonti e nuove sfide, dove la dinamica dei sistemi fuori dall’equilibrio giocherà un ruolo chiave.

I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista “Astronomy and Astrophysics”. Come ha spiegato Francesco Sylos Labini, ricercatore del Cnr- Isc, “in questi anni la missione Gaia, un satellite dell’Agenzia spaziale europea progettato per indagare origine, evoluzione e struttura della Via Lattea, sta compiendo misurazioni astrometriche di altissima precisione, determinando la posizione di oltre un miliardo di stelle sulle quali è stato appena pubblicato il data release 2, il più grande e accurato censimento di informazioni quali posizioni, velocità e altre proprietà stellari”.

“In particolare” continua Sylos Labini “è ora possibile esplorare lo spazio delle fasi (posizioni e velocità) di oltre sei milioni di stelle nel disco della Via Lattea. Le mappe delle velocità stellari pubblicate da Gaia coprono una distanza fino a 12 kilopaserc (kpc), unità di misura impiegata in astronomia per indicare la distanza fra oggetti celesti. Noi siamo stati in grado di estenderle fino a 20 kpc, tre volte in più rispetto alle mappe ufficiali, utilizzando una ricostruzione statistica della distanza”.

I ricercatori hanno, così, misurato significative deviazioni dalla circolarità nelle orbite medie delle stelle del disco della Via Lattea. E non solo. Infatti, è stato misurato anche un gradiente di velocità radiale di circa 40 km/s e di un gradiente di velocità verticale di 20 km/s.

“Queste caratteristiche” spiega ancora Sylos Labini “indicano chiaramente che il disco non è un sistema simmetrico rispetto all’asse di rotazione vicino ad una condizione di equilibrio dinamico, ma è caratterizzato da movimenti in tutte e tre le componenti della velocità. In un miliardo di anni, vale a dire la scala temporale caratteristica della nostra galassia, una stella che si muove a una velocità di 10 km/s può percorrere circa 10 kpc. Dunque, i moti osservati stanno inducendo un ampio cambiamento della morfologia su tempi rilevanti da un punto di vista astrofisico della Via Lattea, che è evidentemente lontana da una configurazione stazionaria in equilibrio rotazionale”.

I risultati acquisiti mettono in dubbio l’ipotesi contemplata fino ad oggi, basilare nella dinamica stellare, della stazionarietà e la modellazione del disco galattico come un sistema simmetrico rispetto all’asse di rotazione e indipendente dal tempo.

Questi dati, inoltre, danno vita ad implicazioni importanti anche per quello che riguarda la stima della

materia oscura che, in generale, ipotizza come la nostra galassia abbia raggiunto uno stato vicino all’equilibrio dinamico. Proprio per la scoperta dell’esistenza di moti coerenti su grande scala si dovranno rivedere le stime.