Quando ti trovi nel bel mezzo di qualcosa, può essere difficile dire esattamente quanto sia grande. Ad esempio, la Via Lattea.
Non possiamo fotografarlo con precisione dall'esterno, quindi le nostre migliori stime si basano sulle misurazioni della distanza dagli oggetti in periferia.
Una stima basata sui dati della mappatura Gaia dello scorso anno ci ha fornito un diametro del disco di circa 260.000 anni luce. Ma proprio come l'influenza del Sole viaggia più lontano della Cintura di Kuiper, l'influenza gravitazionale e la densità della Via Lattea – il suo alone di materia oscura invisibile – viaggiano più lontano del disco.
Quanto ancora? Bene, come hanno dimostrato nuovi calcoli, un bel po '. In un nuovo articolo presentato agli avvisi mensili della Royal Astronomical Society e caricato su arXiv, l'astrofisica Alice Dyson della Durham University nel Regno Unito e colleghi hanno trovato un diametro di 1,9 milioni di anni luce.
C'è di più nella Via Lattea di quello che possiamo vedere: tutte le stelle e il gas in orbita attorno al Sagittario A, il buco nero supermassiccio al centro della galassia. Lo sappiamo perché le stelle ai bordi esterni del disco galattico si muovono molto più velocemente di quanto dovrebbe essere data l'influenza gravitazionale della materia rilevata.
La forza gravitazionale aggiuntiva che dà una spinta a questa rotazione viene interpretata come proveniente dalla materia oscura, il vasto alone sferico di materia che circonda il disco galattico. Ma poiché non possiamo rilevare direttamente la materia oscura, dobbiamo dedurre la sua presenza in base a come influisce sulla materia circostante.
Ecco cosa hanno fatto Deason e i suoi colleghi.
In primo luogo, hanno eseguito simulazioni cosmologiche ad alta risoluzione degli aloni di materia oscura delle galassie di massa della Via Lattea, sia individualmente che nelle loro controparti del Gruppo Locale, un piccolo gruppo di galassie di circa 9,8 milioni di anni luce a cui appartiene la Via Lattea.
Diagramma dell'alone di materia oscura della nostra galassia. (Digital Universe / American Museum of Natural History).
Erano particolarmente concentrati sulla vicinanza della Via Lattea a M31, AKA, la galassia di Andromeda, il nostro grande vicino più prossimo, e che la Via Lattea è destinata a scontrarsi tra circa 4,5 miliardi di anni. Le due galassie sono attualmente a circa 2,5 milioni di anni luce l'una dall'altra, abbastanza vicine da interagire già gravitazionalmente.
Utilizzando diversi programmi, il team ha modellato l'alone di materia oscura della Via Lattea osservando la velocità radiale – la velocità orbitale degli oggetti che si muovono intorno alla galassia a varie distanze – e la densità per cercare di definire il confine dell'alone di materia oscura.
Tutte queste simulazioni hanno mostrato che al di fuori dell'alone di materia oscura, la velocità radiale di oggetti come le galassie nane è notevolmente inferiore.
Lo hanno poi confrontato con il database delle galassie nane del Gruppo Locale intorno alla Via Lattea. E, come predetto dalle loro simulazioni, si è verificato un forte calo della velocità radiale. La distanza radiale calcolata dal team fino a questo confine era di circa 292 kiloparsec, circa 950.000 anni luce.
Raddoppia il diametro e ottieni poco più di 1,9 milioni di anni luce.
Questa distanza può ancora essere raffinata e deve essere perfezionata poiché non era l'obiettivo principale di questo studio, ma il calcolo aiuta a imporre vincoli importanti alla Via Lattea e può essere utilizzato per trovare tali confini per altre galassie.
In molte analisi dell'alone della Via Lattea, il suo bordo esterno è un limite fondamentale. Spesso la scelta è soggettiva, ma come abbiamo detto è preferibile definire fisicamente e / o osservativamente il bordo esterno. Qui abbiamo legato il confine della distribuzione della materia oscura all'alone stellare osservato “, hanno scritto i ricercatori nel loro articolo.
“C'è una grande speranza che i nuovi dati forniscano misurazioni più affidabili e accurate dei confini della Via Lattea e delle galassie vicine”.
Lo studio è stato accettato per la pubblicazione negli avvisi mensili della Royal Astronomical Society ed è disponibile sul sito web di arXiv.
Fonti: Foto: (ESA / Gaia / DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO)
