Le piccole galassie vicine alla Via Lattea sono nuove arrivate

Gaia rivela che non sono veri satelliti ma oggetti al primo approccio

La nostra galassia, la Via Lattea, è circondata da una cinquantina di galassie nane. La maggior parte di queste galassie sono identificabili solo attraverso i telescopi e prendono il nome dalla costellazione in cui appaiono nel cielo (ad esempio, Draco, Scultore o Leone). Tradizionalmente queste galassie nane sono state pensate come satelliti in orbita attorno alla Via Lattea per molti miliardi di anni, ma secondo i dati di Gaia non sarebbe così. (ESA/Gaia)

Intorno alla nostra Galassia, la Via Lattea, si trovano almeno una cinquantina di piccole galassie e un’altra decina intorno alla Grande Nube di Magellano. Questi oggetti di piccola massa sono stati sempre ritenuti satelliti con orbite sostanzialmente stabili, ma ora uno studio rivela che sono per lo più al primo avvicinamento nel nostro ambiente galattico.

L’idea che tali oggetti fossero satelliti in senso lato aleggiava già da qualche tempo tra gli esperti, altrimenti non si spiegherebbero i numerosi flussi stellari che osserviamo intorno alla nostra e altre galassie, se non ammettendo un progressivo avvicinamento e conseguente cattura. Tuttavia, le analisi dei dati ottenuti dalla sonda Gaia dell’ESA confermano che la maggior parte dei sistemi nani vicini siano per la prima volta in caduta verso la Via Lattea. La scoperta costringerà gli astronomi a riconsiderare alcuni aspetti riguardanti le fasi formative della nostra Galassia, insieme a natura e composizione dei sistemi nani.

Gaia sta riscrivendo la storia della Via Lattea, scardinando molte concezioni ben radicate. L’ultima di tali rivoluzioni riguarda proprio il suo sistema satellitare. Le precise misurazioni astrometriche hanno mostrato inequivocabilmente che il moto dei sistemi nani non si concilia con lo status di oggetti in orbita, almeno per la maggior parte di essi. Anzi, alcuni mostrano velocità intrinseche nettamente incompatibili con tale scenario, e quindi sono oggetti certamente al loro primo avvicinamento. Questo sembra essere il caso, già chiaro da circa un ventennio, per le due Nubi di Magellano (LMC e SMC) che formano una coppia fisica. LMC e SMC non sono galassie che per miliardi di anni hanno orbitato intorno alla Via Lattea, ma una coppia al primo avvicinamento stretto con la nostra.

Un gruppo di astronomi, guidati da François Hammer, ha utilizzato i precisissimi dati di Gaia per analizzare i moti di 40 sistemi nani attorno alla Via Lattea, calcolandone l’energia orbitale e il momento angolare per ciascuno. I risultati sono stati davvero sorprendenti.

Questo scenario non sconvolge l’assunto che la Via Lattea abbia cannibalizzato un certo numero di piccole galassie, in conformità con il modello cosmologico standard che prevede un accrescimento di tipo gerarchico. Di questi processi, grazie a Gaia, sono state trovate evidenze non solo in termini di flussi stellari esterni, ma anche nel moto peculiare di alcune stelle nel disco e nell’alone interno. Per esempio, circa 10 miliardi di anni fa, quando la Via Lattea era ancora molto giovane, ha catturato e assorbito una galassia nana denominata Gaia-Enceladus e lo sappiamo dal moto eccentrico di un gran numero di stelle, ben distinto da quelle nell’alone.

Più conosciuto è il caso della Nana del Sagittario (SagDEG), catturata circa 7 miliardi di anni fa ed entrata in collisione intorno a 5, innescando un intenso processo di formazione stellare da cui forse è nato anche il nostro Sole. Questo oggetto è stato completamente ridotto in un complesso flusso stellare intorno alla Via Lattea con moto quasi ortogonale al disco. L’energia delle stelle che lo compongono è superiore a quella di Gaia-Enceladus e indica il minor tempo in cui sono state sotto l’influenza gravitazionale della Via Lattea. Questo vuol dire che l’energia esibita dalle stelle dei sistemi nani può essere utilizzata per stabilire da quanto tempo stiano interagendo con la nostra galassia.

Le energie rilevate per i 40 sistemi nani sono tutte maggiori di quelle misurate per Gaia-Engeladus e SagDEG e questo significa che sono arrivati nelle nostre vicinanze solo da pochi miliardi di anni.

Arrivati da dove? La scoperta dei “piani satellitari” rilevati intorno alla nostra e altre galassie vicine fanno propendere che l’origine sia nella parte locale della “rete cosmica” di cui il Gruppo Locale fa parte. Alcuni di questi oggetti saranno catturati e diventeranno satelliti, altri proseguiranno il loro moto come le due Nubi di Magellano. I satelliti comunque avranno il destino segnato e, nel volgere di due o tre orbite, saranno distrutti e assorbiti dalla Via Lattea.

La scoperta delle energie delle galassie nane è significativa perché ci costringe a rivalutare la loro stessa natura. Per metafora, i sistemi che osserviamo sarebbero dei condannati a morte in attesa dell’esecuzione: la distruzione mareale e conseguente assorbimento. Alcuni potrebbero resistere a tale destino solo se l’ammontare dell’alone di materia oscura in cui si trovano fosse abbastanza massiccio da impedire la disgregazione. Queste conclusioni varrebbero, per estensione, per tutte le galassie.

Il fatto che Gaia abbia mostrato che la maggior parte di esse siano ai primi giri intorno alla Via Lattea, potrebbe significare che le nane sferoidali (la popolazione più numerosa) siano in equilibrio senza invocare l’intervento di alcuna materia oscura, come avviene per gli ammassi globulari.

È ancora prematuro un completo ripensamento sulla natura dei sistemi deboli (stelle in piccoli aloni di materia oscura) e saranno necessarie altre verifiche prima di riscrivere interi capitoli riguardanti la formazione della Via Lattea, ma è indubbio che, grazie alle scoperte di Gaia, tali capitoli siano molto più articolati di quanto creduto per lungo tempo.

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