Tracciata mappa 3D della Via Lattea

4 dicembre 2020

Gli astronomi hanno tracciato la più precisa mappa tridimensionale della Via Lattea, grazie ai dati raccolti dalla sonda dell’Esa “Gaia”, lanciata nel 2013: un successo che permetterà di fare luce sull’evoluzione della nostra galassia. La mappa contiene dettagli sufficienti per misurare l’accelerazione del sistema solare, pari a 7 millimetri al secondo e diretta verso il centro galatico. Inoltre, la carta permette di stimare la distribuzione della materia nella nostra galassia, un dato dal quale è possibile ricavare direttamente la sua massa. I rilevamenti effettuati da “Gaia” – che ha misurato il moto intrinseco di quasi due miliardi di stelle – hanno infine confermato che la Grande Nube di Magellano – una delle galassie satelliti della Via Lattea – sta progessivamente “divorando” la vicina Piccola Nube. Esattamente sono 1.811.709.771 il gran totale di stelle contenute nel catalogo della Early Data Release 3 (EDR3) della missione Gaia dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA), che è stato pubblicato oggi in una serie di articoli apparsi sulla rivista Astronomy & Astrophysics. Oltre alle posizioni delle stelle, per la stragrande maggioranza di esse il catalogo comprende anche misure delle distanze e dei lenti ma inesorabili movimenti celesti, nonché di luminosità e colore. Si tratta di un censimento minuzioso, il più dettagliato ad oggi della Via Lattea, la galassia che rappresenta la “casa cosmica” per il nostro Sole e svariate altre centinaia di miliardi di stelle.

I nuovi dati vanno a rimpiazzare il già ricco catalogo rilasciato dalla stessa Gaia nel 2018, raggiungendo una precisione ancora più elevata – del 30% sulle distanze e del 50% sui moti stellari – e un campionamento più omogeneo del cielo, grazie a oltre un anno di osservazioni aggiuntive e a una forte riduzione degli effetti sistematici. Lo spostamento di 40mila stelle nel cielo nei prossimi 400mila anni, calcolato usando la Early Data Release 3 della missione Gaia. Questa preziosa banca dati permetterà un’analisi sempre più approfondita dell’Universo a noi vicino, fornendo la materia prima per innumerevoli scoperte nell’indagine del nostro ruolo nel cosmo. “L’obiettivo della missione Gaia di realizzare la più accurata mappa tridimensionale della nostra galassia è pienamente sostenuto dall’Italia”, spiega Barbara Negri, responsabile Volo Umano e Strumentazione Scientifica dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), “che partecipa molto attivamente al Data Processing and Analysis Consortium (DPAC). In particolare, l’ASI sta gestendo le attività del Gaia Data Processing Center italiano presso ALTEC, Torino e quelle più scientifiche previste presso l’ASI Space Science Data Center (SSDC), e fornisce anche un importante supporto al team scientifico di INAF. In questo modo potranno essere garantiti al nostro Paese gli importanti ritorni scientifici nel campo dell’Astrofisica”.

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Il centro di processamento dati a Torino è l’unico in Italia dei sei complessivi sul territorio europeo, interamente dedicato alla validazione astrometrica e contenente tutti i dati di missione per un totale ad oggi di oltre 1,5 petabyte, ovvero 1,5 milioni di gigabyte. L’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) vede coinvolte nel DPAC le sue strutture di Bologna, Catania, Firenze, Napoli, Padova, Roma, Teramo e Torino (dove risiede il management nazionale). “Tra i primi risultati scientifici, ottenuti durante la validazione del catalogo, spicca l’identikit completo di oltre 330mila stelle nei “dintorni” del Sole, ovvero entro una distanza di 100 parsec (equivalente a quasi 330 anni-luce, circa 20 milioni di volte la distanza tra la Terra e il Sole), che ricostruisce la loro distribuzione 3D e i loro moti, classifica le loro proprietà e individua tra esse i sistemi di stelle doppie. Prima di Gaia, si conosceva con precisione la distanza solo del 10% di stelle entro questo volume,” commenta Mario Lattanzi, dell’Istituto nazionale di astrofisica e responsabile nazionale, per conto di ASI e INAF, della partecipazione nazionale alla missione Gaia. Ma i nuovi dati spaziano su tutta la galassia e oltre, rivelando i movimenti oscillatori delle stelle nelle frange più esterne della Via Lattea, nonché la rotazione delle stelle nella Grande Nube di Magellano, una delle galassie satelliti della nostra, e il “ponte” di stelle che fluiscono verso di essa dalla sua vicina, la Piccola Nube di Magellano.

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Immagine della Grande Nube di Magellano (a sinistra) e della Piccola Nube di Magellano (a destra) basata sulla Early Data Release 3 della missione Gaia. In blu, verde e rosso sono tracciate rispettivamente le stelle più giovani, quelle di età intermedia, e quelle di età più avanzata. Osservando le stelle più giovani, si nota un “ponte” di stelle che dalla Piccola Nube fluiscono verso la Grande Nube. Oltre ai quasi 2 miliardi di stelle nel nostro angolo di Universo, il catalogo comprende anche 1.6 milioni di quasar, i cuori di galassie lontane la cui enorme luminosità proviene dall’attività dei buchi neri supermassicci nei loro centri. Queste osservazioni del cosmo più remoto sono fondamentali per ancorare il nostro sistema “locale” di misure celesti, e con la precisione di Gaia hanno permesso di stimare l’accelerazione del Sistema solare nel suo moto intorno al centro della Via Lattea, pari a 7 millimetri al secondo nel corso di un anno, per la prima volta utilizzando dati in banda ottica.

Lanciata nel 2013, Gaia scruta continuamente il cielo per compilare la mappa più precisa mai realizzata della nostra galassia, registrando la luce di stelle fino a un milione di volte più fioche di quelle visibili ad occhio nudo. Le prime due versioni del catalogo, rese pubbliche rispettivamente nel 2016 e 2018, stanno rivoluzionando la nostra visione della Via Lattea, di cui hanno permesso di sviscerare la formazione ed evoluzione per inserirla nel contesto cosmico globale, la storia di oltre 13 miliardi di anni dell’Universo. Con una media di quattro articoli scientifici pubblicati al giorno, la missione ha un impatto significativo praticamente su tutte le branche dell’astrofisica. La Early Data Release 3 rappresenta il miglior catalogo astrometrico e fotometrico stellare di sempre. I ricercatori sono già al lavoro da mesi per realizzare la versione completa del terzo catalogo (Gaia Data Release 3), il cui rilascio è previsto per il 2022, con una serie di dati aggiuntivi tra cui la classificazione dei sistemi binari di stelle, e un catalogo esteso di asteroidi nel Sistema solare. Il satellite continuerà a raccogliere dati per almeno altri due anni (e indicativamente fino alla fine del 2025) e seguiranno ulteriori cataloghi man mano che i nuovi dati vengono processati e analizzati.

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