Immaginate la nostra Galassia come un immenso vortice stellare che ospita il Sistema Solare in uno dei suoi bracci. Sappiamo da tempo che la Via Lattea è una galassia a spirale, ma delinearne con precisione la struttura restando confinati all'interno del suo disco è un'impresa ardua. Polveri e gas celano alla vista i bracci più remoti, mentre molte tecniche di misurazione si basano su ipotesi circa la velocità di rotazione della Galassia stessa. Recentemente, tuttavia, gli astronomi hanno ottenuto dati più affidabili, rivelando che i bracci di spirale esterni si estendono molto più lontano dal centro di quanto ipotizzato finora.
La scoperta è stata possibile grazie ai telescopi a raggi X Chandra della NASA e XMM-Newton dell'ESA. Un team guidato da Beatrice Vaia (Italia) ha studiato i cosiddetti "echi luminosi", anelli di raggi X che si formano quando i lampi di raggi gamma provenienti da sorgenti remote rimbalzano sulle nubi di polvere situate nei bracci della Via Lattea. I lampi di raggi gamma, tra gli eventi più energetici dell'universo, sono generati dal collasso di stelle massicce o dalla fusione di stelle di neutroni e si verificano ben oltre i confini della nostra Galassia.
The images include X-ray data from Chandra and optical data from Pan-STARRS. The composite image shows X-ray rings generated by a gamma-ray burst (GRB), a bright X-ray source located outside our galaxy. In a phenomenon called light echoes, the X-rays from the GRB bounced off dust
Quando un potente impulso luminoso attraversa la Galassia, una parte di esso viene dispersa dalle polveri. Nello spettro dei raggi X, questo fenomeno genera anelli in espansione il cui diametro è direttamente correlato alla distanza della nube. Più la polvere è vicina a noi, maggiore è la dimensione dell'anello. Questo metodo geometrico è pressoché indipendente dai modelli di rotazione galattica e garantisce un'elevata precisione.
I ricercatori hanno analizzato i dati relativi a tre diversi lampi di raggi gamma. Hanno così misurato la distanza di tre bracci: quello di Perseo, il Braccio Esterno (Outer) e il Braccio Esterno Scudo-Centauro (Outer Scutum-Centaurus). È emerso che i due bracci più remoti si trovano a una distanza dal centro galattico superiore di circa il 10% rispetto alle stime precedenti. Sebbene possa sembrare una discrepanza minima, essa risulta fondamentale per comprendere l'architettura della nostra Galassia.
"Si tratta di un metodo di misurazione estremamente diretto, basato esclusivamente sulla geometria", ha spiegato Beatrice Vaia. In precedenza, l'incertezza aumentava nelle zone più periferiche della Galassia a causa della scarsa affidabilità dei modelli di rotazione. Queste nuove evidenze potrebbero influenzare le stime sulla massa totale della Via Lattea e persino le teorie sulla formazione e sul mantenimento dei bracci di spirale.
Gli studiosi hanno inoltre stimato che una delle nubi di polvere più lontane abbia uno spessore di circa 3500 anni luce. Questo indica che le misurazioni si riferiscono a un intero braccio galattico e non a un piccolo ammasso di polvere casuale.
Naturalmente, la tecnica presenta dei limiti: i lampi di raggi gamma luminosi visibili attraverso il piano galattico sono eventi rari. In venticinque anni di osservazioni, è stato possibile analizzare soltanto pochi episodi idonei. Tuttavia, anche questi pochi dati costringono già a rivedere la percezione della nostra dimora stellare.
Continuiamo a scoprire la Via Lattea nonostante vi abitiamo all'interno. Ogni nuovo dettaglio, dalla posizione esatta dei bracci alla distribuzione della massa, contribuisce a chiarire i processi di formazione ed evoluzione della nostra Galassia. E chissà quali altre sorprese ci riserverà il futuro.
