Un evento avvenuto 11 miliardi di anni fa potrebbe aver modificato la struttura della Via Lattea

La Via Lattea presenta una struttura complessa composta da diversi elementi. Il suo disco galattico concentra gran parte delle stelle giovani, del gas e delle regioni di formazione stellare all'interno di bracci a spirale. Al centro della galassia si trova un bulbo stellare che circonda il buco nero supermassiccio Sgr A*. Intorno al disco e al bulbo si trova l'alone galattico, formato da stelle antiche, ammassi globulari e materia oscura. Il Sistema Solare si trova nel disco, orbitando attorno al centro galattico a circa 27.000 anni luce di distanza.

Per comprendere come la Via Lattea abbia acquisito la sua struttura attuale, è necessario ricostruire la sua storia evolutiva e le interazioni gravitazionali del passato. Durante la formazione galattica, le collisioni e le fusioni con galassie più piccole svolgono un ruolo nella ridistribuzione di stelle, gas e momento angolare. Queste interazioni possono riscaldare il disco stellare, alterarne la rotazione e persino distruggere strutture.

Recentemente, gli astronomi hanno effettuato simulazioni numeriche e le hanno confrontate con i dati osservativi per indagare su come la struttura della Via Lattea si sia modellata nel corso del tempo. I modelli hanno analizzato l'impatto di antiche collisioni galattiche su dischi stellari simili a quello della nostra galassia. I risultati mostrano che la Via Lattea potrebbe aver subito una collisione significativa circa 11

La struttura della Via Lattea

La Via Lattea è una galassia a spirale barrata composta da diverse strutture stellari e gravitazionali organizzate su più scale. Nella sua regione centrale si trova il bulbo galattico, che presenta un'alta concentrazione di stelle più antiche che circondano il buco nero supermassiccio Sgr A*. Intorno a questa struttura si trova il disco galattico, dove sono presenti bracci a spirale ricchi di gas interstellare, polvere e regioni attive di formazione stellare.

L'intera struttura è immersa in un alone dominato gravitazionalmente dalla materia oscura. L'alone galattico della Via Lattea è una regione approssimativamente sferica che avvolge l'intera galassia e ospita stelle antiche e ammassi globulari. A differenza del disco, le stelle dell'alone hanno orbite inclinate e distribuite in modo meno organizzato. La Via Lattea è inoltre circondata da un alone molto più grande di materia oscura, responsabile di gran parte della sua massa gravitazionale.

Disco galattico

Tuttavia, la struttura più nota e ricordata è il disco della Via Lattea, una struttura appiattita composta da stelle, gas e polvere. Si è formato dal collasso gravitazionale del gas primordiale all’inizio dell’evoluzione della Galassia, conservando parte del momento angolare del sistema originario. All'interno del disco sono emersi bracci a spirale, regioni di intensa formazione stellare e strutture dinamiche associate all'evoluzione gravitazionale della Galassia.

Una delle questioni più importanti relative al disco galattico è spiegare le velocità osservate delle stelle. In base alla materia visibile, le stelle più lontane dovrebbero orbitare più lentamente, ma le osservazioni mostrano velocità molto superiori a quelle previste.

Questo comportamento è una delle principali prove della presenza di materia oscura che avvolge la galassia in un alone gravitazionale invisibile. Inoltre, permangono ancora interrogativi su come il disco sia riuscito a mantenere la sua struttura relativamente stabile.

La grande collisione del passato

È probabile che la Via Lattea non si sia evoluta in isolamento, ma abbia subito interazioni gravitazionali durante tutta la sua esistenza. Per decenni, gli astronomi hanno sospettato che le collisioni con galassie più piccole abbiano plasmato la struttura che osserviamo oggi. Questa ipotesi ha acquisito forza nel 2018 grazie ai dati della missione Gaia, che ha individuato stelle con movimenti insoliti nell'alone galattico. Le orbite di queste stelle indicano che esse hanno avuto origine in una galassia più piccola inglobata dalla Via Lattea circa 10 miliardi di anni fa.

Questo evento è diventato noto come la fusione Gaia-Sausage-Encelado. La collisione ha probabilmente ridistribuito stelle, gas e momento angolare in gran parte della galassia. Nuovi studi basati su simulazioni hanno analizzato come si formano e si evolvono i dischi galattici dopo collisioni di questo tipo. I risultati mostrano che il disco osservato oggi potrebbe essersi formato dopo che la galassia si è ripresa dinamicamente da una collisione avvenuta circa 11 miliardi di anni fa.

Boom stellare

Le simulazioni indicano inoltre che questa collisione ha coinciso con un brusco aumento della formazione di ammassi stellari e di nuove stelle nella galassia. Durante le collisioni galattiche, grandi quantità di gas interstellare subiscono una compressione gravitazionale, aumentando la densità del gas in determinate regioni e favorendo il collasso delle nubi molecolari. Di conseguenza, il tasso di formazione stellare cresce rapidamente in un periodo di tempo relativamente breve.

I modelli dell'evento Gaia-Salsiccia-Encelado suggeriscono che la collisione avrebbe prodotto un'esplosione di formazione stellare nella Via Lattea primordiale. La coincidenza temporale tra la fusione galattica e l'aumento degli ammassi fornisce nuove prove dell'influenza di queste collisioni sull'evoluzione della galassia. Secondo i ricercatori, questa è la prima volta che viene stabilita questa connessione tra l'evento Gaia-Salsiccia-Encelado e l'esplosione di formazione stellare.

Riferimento della notizia

Orkney and Laporte 2026 Build-up and survival of the disc: from numerical models of galaxy formation to the Milky Way Monthly Notices of the Royal Astronomical Society