La Via Lattea è più grande del previsto: i suoi bracci si estendono dove pensavamo ci fosse il vuoto

La Via Lattea, la galassia che ospita il nostro Sistema Solare, è più grande di quanto si credesse. A rivelarlo è un recentissimo studio basato su una tecnica innovativa che utilizza i lampi gamma. Poiché la nostra Galassia è la più studiata tra tutte, scoprire che ne avevamo sottostimato le dimensioni dovrebbe stupirci. Tuttavia, se non ce ne siamo accorti prima è perché la nostra Galassia è la più difficile da studiare essendo osservata dall’interno.

Una galassia difficile da osservare dall’interno

Oggi sappiamo che la Via Lattea è una galassia a spirale barrata. Ha un nucleo dal quale si dirama una barra, formata di gas polveri e stelle, e poi da questa si diramano 4 bracci di spirale, anch'essi formati di gas, polveri e stelle. Il braccio cosiddetto di Orione è quello in cui è posizionato il Sistema Solare, a circa 26 mila anni luce di distanza dal centro galattico.

L’abbondanza di polveri e di nubi di gas all’interno dei bracci di spirale, dove massima è la concentrazione di stelle, limitano notevolmente la nostra visuale. La luce delle stelle più lontane viene interamente assorbita o diffusa da questa coltre di polvere, per cui queste rimangono inaccessibili alle osservazioni.

Per utilizzare un paragone è come essere in mezzo alla nebbia per cui la nostra visuale è ridotta a pochi metri o poche decine di metri, quando invece in assenza di nebbia potremmo vedere a chilometri di distanza.

Nelle notti stellate di fatto le stelle che vediamo, comprese quelle lungo la Via Lattea, sono solo quelle a noi più vicine, quelle dietro l’angolo, come diremmo.

La novità presentata nel recente studio condotto da Beatrice Vaia e pubblicato su Astronomy & Astrophysics è consistita nello sfruttare la propagazione della radiazione X associata ai lampi gamma per mappare le regioni più esterne della Galassia.

Lampi gamma trasformati in fari cosmici

I lampi gamma o gamma-ray burst sono tra le esplosioni più energetiche dell’Universo, esplosioni che possono essere prodotte, ad esempio, dal collasso di una stella massiccia, dalla fusione di stelle di neutroni o buchi neri. L’esplosione genera potenti getti di materia che si propagano nello spazio a velocità relativistiche e che interagendo con la materia circostante generano il lampo di raggi gamma. Quando gli elettroni relativistici contenuti nei getti incontrano i campi magnetici generano raggi X.

I raggi X propagandosi attraverso la galassia interagiscono con la materia, gas e polveri, che trovano lungo il loro cammino e vengono diffusi. Questa luce diffusa si manifesta come archi luminosi in espansione.

L’idea della Vaia e collaboratori è stata di individuare tre di questi lampi gamma molto lontani, in tre direzioni galattiche differenti, e di mappare gli archi prodotti dai loro raggi X.

I telescopi a raggi X Chandra ed XMM-Newton hanno osservato questi archi luminosi concentrici che via via vanno allargandosi, come una sorta di “eco”.

Conoscendo l’istante in cui è avvenuto il lampo gamma e misurando le dimensioni di questi archi è stato possibile calcolare la distanza a cui si trovano le nubi che hanno diffuso la radiazione X.

Cosa si nasconde oltre il bordo conosciuto

La mappatura prodotta dai raggi X ha svelato l’esistenza di nuove nubi che finora erano sfuggite alle altre tecniche osservative, nubi posizionate oltre quelli che si riteneva fossero i bordi della galassia, dove finora credevamo non esistesse nulla, ma ci fosse il vuoto.

La galassia è risultata essere del 10% più estesa di quanto si pensasse. Questo non significa che abbiamo individuato con maggiore precisione i bordi della galassia. Questi non sono ben definibili in quanto il materiale che compone la galassia gradualmente diminuisce di densità a mano a mano che ci si allontana verso il vuoto intergalattico.

La nostra Galassia non era vuota oltre i confini conosciuti: eravamo semplicemente incapaci di vederne con precisione le strutture più remote.

Questa nuova stima sulle dimensioni può avere implicazioni sulle stime della distribuzione di gas, polvere e stelle e quindi anche sui modelli di rotazione galattica.

Tuttavia, è importante chiarire che solo tre direzioni galattiche sono state mappate con questa tecnica, per cui le aumentate dimensioni riguardano al momento solo queste direzioni. Per completare la mappa serviranno altri lampi gamma sufficientemente luminosi.