Stelle come lancette di un orologio galattico

Le frecce in questa illustrazione fotografica indicano le misure migliori effettuate con Hubble del movimento di stelle all’interno della Grande Nube di Magellano. Ogni freccia rappresenta il movimento predetto per i prossimi 7 milioni di anni. Crediti: NASA, ESA, A. Feild and Z. Levay (STScI), Y. Beletsky (Las Campanas Observatory), and R. van der Marel (STScI)

Grazie alla vista acuta dello Hubble Space Telescope, due astronomi hanno per la prima volta misurato con precisione la velocità di rotazione di una galassia in base al movimento delle sue stelle. Secondo le loro analisi, la parte centrale della Grande Nube di Magellano, la galassia visibile più vicina a noi, compie una rotazione ogni 250 milioni di anni. Coincidenza vuole che sia la stessa quantità di tempo che il Sole impiega per completare un giro attorno al centro della nostra galassia, la Via Lattea.

Il risultato, descritto su Astrophysical Journal, è stato ottenuto da Roeland van der Marel, dello Space Telescope Science Institute di Baltimora, e Nitya Kallivayalil, della University of Virginia di Charlottesville, utilizzando Hubble per misurare il moto medio di centinaia di singole stelle nella Grande Nube di Magellano, a 170.000 anni luce di distanza, registrandone i lievi movimenti lungo un periodo di sette anni .

Le galassie a forma di disco, come la Via Lattea e la Grande Nube di Magellano, in genere ruotano come una giostra. Il tracciamento di precisione di Hubble offre un nuovo modo per determinare la rotazione di una galassia dal moto proprio “laterale” delle sue stelle, viste così come si presentano nel piano celeste. Gli astronomi sono avvezzi alla misura dei movimenti laterali di oggetti celesti vicini, ma questa è la prima volta che la precisione è diventata sufficiente per scorgere distintamente un’altra galassia in rotazione. Finora gli indici di rotazione delle galassie erano stati calcolati tramite un leggero spostamento nello spettro elettromagnetico della luce osservata, noto come effetto Doppler. Su un lato del disco stellare rotante di una galassia le stelle si muovono in direzione della Terra, mostrando uno spostamento spettrale verso il blu, mentre sul lato opposto il moto di allontanamento produce uno spostamento verso le lunghezze d’onda del rosso.

La nuova misura del movimento proprio laterale effettuata con Hubble e i movimenti Doppler misurati in precedenza forniscono informazioni complementari sulle velocità di rotazione della Grande Nube di Magellano. Combinando i risultati, il team di Hubble ha per la prima volta ottenuta una visione completamente tridimensionale dei movimenti stellari in un’altra galassia. “Determinare la rotazione di una galassia misurando i suoi movimenti istantanei avanti e indietro non permette di vedere come realmente le cose cambiano nel corso del tempo”, ha detto van der Marel. “Utilizzando Hubble per studiare i movimenti delle stelle nell’arco di diversi anni, possiamo effettivamente per la prima volta vedere una galassia ruotare nel piano del cielo”.

“Studiare questa galassia vicina tracciando i movimenti delle stelle”, ha aggiunto Kallivayalil, “ci dà una migliore comprensione della struttura interna delle galassie a disco. La velocità di rotazione di una galassia ci offre infatti un’idea di come una galassia si sia formata, e può essere usata per calcolare la sua massa”.

Hubble è l’unico telescopio che può fare questo tipo di osservazione, grazie alla sua risoluzione nitida, alla sua stabilità dell’immagine, nonché ai suoi 24 anni di permanenza nello spazio. “Se immaginiamo un essere umano sulla Luna, la precisione di Hubble ci permetterebbe di determinare la velocità con cui i capelli della persona crescono“, ha spiegato van der Marel. “Questa precisione è fondamentale, perché i moti stellari apparenti, a causa della distanza della galassia, sono veramente piccoli”.

Quanto piccoli, Van der Marel lo spiega con un’altra analogia: “Possiamo pensare alla Grande Nube di Magellano come a un orologio in cielo, in cui le lancette impiegano 250 milioni di anni per fare un giro completo. Sappiamo che lancette dell’orologio si muovono, ma anche con strumenti potenti come Hubble abbiamo bisogno di osservarle per diversi anni per riuscire a scorgere un accenno del loro movimento”.

Fonte: Media INAF | Scritto da Stefano Parisini