Sbirciare oltre il “velo” della Via Lattea: osservato per la prima volta l’alone galattico
La Via Lattea è circondata da un alone di idrogeno e per la prima volta gli astronomi dell'Università dell'Arizona sono stati in grado di osservarlo grazie ai dati raccolti dal telescopio della Sloan Digital Sky Survey
SCOPERTE – Immaginate di voler osservare l’esterno di una casa, ma di essere intrappolati in una delle sue stanze. Come potreste riuscire nell’impresa? Alla domanda rispondono i ricercatori dell’università dell’Arizona che sono riusciti, anche se rinchiusi nella nostra stanzetta chiamata Terra, a osservare la loro casa Via Lattea. Huanian Zhang e Dennis Zaritsky hanno analizzato tutti gli spettri raccolti dalla Sloan Digital Sky Survey dando la caccia a una particolare linea spettrale, quella alfa dell’idrogeno. Sono così riusciti a scoprire il velo di idrogeno neutro che avvolge l’intera galassia e hanno pubblicato il loro risultato sulla rivista Nature Astronomy.
Come tutte le galassie a spirale, anche la Via Lattea è costituita da un bulbo centrale rappresentato da un disco da cui si ramificano i suoi bracci. La parte visibile della galassia però rappresenta solo una minima parte della sua massa e il problema per gli scienziati era comprendere dove fosse finito tutto il resto della materia che la compone. L’ipotesi più accreditata è che la massa “mancante” esista sotto forma di materia oscura e per questo non sia rivelabile dagli strumenti a disposizione degli scienziati. Eppure sappiamo da varie teorie che questo alone galattico esiste e che si estende per una distanza tra le 10 e le 30 volte maggiore a quella che c’è tra il centro della nostra galassia e il Sole.
Oltre alla materia oscura però, spiega Zaritsky, manca all’appello anche una gran quantità di materia barionica o “normale”, quella cioè a noi visibile. “Noi desumiamo la sua esistenza attraverso simulazioni dinamiche delle galassie”, commenta il ricercatore, “e anche perché il rapporto tra la materia normale e la materia oscura oggi è noto, per esempio dalla misurazione della radiazione cosmica di fondo a microonde, abbiamo un’idea molto precisa di come la materia barionica dovrebbe apparire nell’alone. Ma quando combiniamo insieme tutte le osservazioni con i nostri strumenti, la materia barionica che riveliamo è solo la metà di quella che ci aspettiamo, e questo implica che c’è ancora molta materia che aspetta di essere rivelata”.
Osservando e analizzando gli spettri di 732 225 galassie, Zhang e Zaritsky sono stati così in grado di individuare la materia mancante: un alone di gas idrogeno neutro che si diffonde in tutta la galassia e che non era stato rivelato finora perché sotto una forma elettricamente neutra e poco individuabile. Al contrario della Terra, dove l’idrogeno è un gas formato da due molecole legate tra loro, l’idrogeno nello spazio interstellare esiste anche sotto forma di singolo atomo e questo può essere carico positivamente, negativamente o neutro. L’idrogeno neutro costituisce una piccolissima percentuale se confrontato con quello ionizzato positivamente, che invece rappresenta circa il 99,99% del gas che si trova nell’universo. Solo energizzando questi atomi, altrimenti neutri, è possibile osservarli, e la loro rivelazione è particolarmente difficile non solo nella Via Lattea, ma anche nelle altre galassie.
Per Zaritsky poter finalmente osservare questo idrogeno è stato come “sbirciare attraverso un velo”, ma il gas idrogeno diffuso in realtà non ha assunto nessun comportamento anomalo. L’astronomo spiega infatti che il gas non sta né ruotando così velocemente da indicare una sua eventuale fuga al di fuori della galassia, né tantomeno sta ricadendo pronto ad addensarsi nel centro galattico. Comprendere dunque la presenza dell’alone galattico e svelarlo non è stato semplice, come ha sottolineato lo scienziato: “Quando vedi idrogeno ovunque, potrebbe essere molto lontano da te o molto vicino, non puoi saperlo. Quello che però abbiamo scoperto è che il gas non appartiene al disco della galassia, ma ne costituisce il suo alone”.
Ora che il velo è stato squarciato e la conoscenza astronomica avanza, un nuovo passo attende i due astronomi. L’obiettivo infatti è quello di studiare un maggior numero di spettri e di analizzarli per ottenere una mappa dell’alone galattico ancora più dettagliata, che comprenda una sua distribuzione e sveli anche i movimenti del gas nell’alone. Inoltre si potrà concentrare l’attenzione anche su altre linee spettrali, che potranno rivelare caratteristiche quali la temperatura e la densità di questo gas idrogeno diffuso.
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