Nel 2013, l'Agenzia spaziale europea ha schierato l'osservatorio spaziale Gaia tanto atteso. Come uno dei pochi osservatori spaziali di prossima generazione che saliranno prima della fine del decennio, questa missione ha trascorso gli ultimi anni a catalogare oltre un miliardo di oggetti astronomici. Usando questi dati, astronomi e astrofisici sperano di creare la mappa 3D più grande e precisa della Via Lattea fino ad oggi.
Sebbene sia quasi alla fine della sua missione, molte delle sue prime informazioni stanno ancora dando frutti. Ad esempio, utilizzando il rilascio iniziale dei dati della missione, un team di astrofisici dell'Università di Toronto è riuscito a calcolare la velocità con cui il Sole orbita attorno alla Via Lattea. Da questo, sono stati in grado di ottenere per la prima volta una stima della distanza precisa tra il nostro Sole e il centro della galassia.
Per qualche tempo, gli astronomi non sono stati sicuri di quanto sia lontano il nostro Sistema Solare dal centro della nostra galassia. Gran parte di questo ha a che fare con il fatto che è impossibile visualizzarlo direttamente, a causa di una combinazione di fattori (cioè prospettiva, dimensioni della nostra galassia e barriere di visibilità). Di conseguenza, dal 2000, le stime ufficiali hanno oscillato tra 7,2 e 8,8 kiloparsecs (~ 23.483 a 28.700 anni luce).
Per motivi di studio, il team - guidato da Jason Hunt, un Dunlap Fellow presso il Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics presso l'Università di Toronto - ha combinato la versione iniziale di Gaia con i dati del RAdial Velocity Experiment (RAVE). Questo sondaggio, condotto tra il 2003 e il 2013 dall'Australian Astronomical Observatory (AAO), ha misurato posizioni, distanze, velocità radiali e spettri di 500.000 stelle.
Oltre 200.000 di queste stelle sono state osservate anche da Gaia e le informazioni su di esse sono state incluse nella sua versione iniziale dei dati. Come spiegano nel loro studio, che è stato pubblicato nel Diario di lettere astrofisiche nel novembre 2016, hanno usato questo per esaminare le velocità con cui queste stelle orbitano attorno al centro della galassia (rispetto al Sole), e nel processo hanno scoperto che c'era una distribuzione apparente nelle loro velocità relative.
In breve, il nostro Sole si muove intorno al centro della Via Lattea ad una velocità di 240 km / s (149 mi / s) o 864.000 km / h (536.865 mph). Naturalmente, alcuni degli oltre 200.000 candidati si stavano muovendo più velocemente o più lentamente. Ma per alcuni, non vi era alcun momento angolare apparente, che attribuivano a queste stelle che si disperdevano in "orbite caotiche di tipo alone quando attraversano il nucleo galattico".
Come ha spiegato Hunt nel comunicato stampa del Dunlap Institute:
“Le stelle con un momento angolare molto vicino allo zero sarebbero precipitate verso il centro galattico dove sarebbero state fortemente influenzate dalle forze gravitazionali estreme presenti lì. Questo li spargerebbe in orbite caotiche portandoli molto al di sopra del piano galattico e lontano dal quartiere solare ... Misurando la velocità con cui le stelle vicine ruotano attorno alla nostra Galassia rispetto al Sole, possiamo osservare una mancanza di stelle con un negativo specifico velocità relativa. E poiché sappiamo che questo calo corrisponde a 0 km / sec, ci dice, a sua volta, quanto velocemente ci stiamo muovendo. "
Il passo successivo è stato quello di combinare queste informazioni con i calcoli di movimento adeguati del Sagittario A * - il buco nero supermassiccio che si ritiene sia al centro della nostra galassia. Dopo aver corretto il suo movimento rispetto agli oggetti di sfondo, furono in grado di triangolare efficacemente la distanza della Terra dal centro della galassia. Da ciò derivarono una raffinata distanza di stima compresa tra 7,6 e 8,2 kpc, che si aggira tra i 24.788 e 26.745 anni luce.
Questo studio si basa su precedenti lavori condotti dai coautori dello studio: il Prof. Ray Calberg, l'attuale presidente del Dipartimento di Astronomia e Astrofisica dell'Università di Toronto. Anni fa, lui e il Prof. Kimmo Innanen del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'Università di York hanno condotto uno studio analogo usando la misurazione della velocità radiale da 400 stelle della Via Lattea.
Ma incorporando i dati dall'osservatorio di Gaia, il team di UofT è stato in grado di ottenere un set di dati molto più completo e restringere di molto la distanza dal centro galattico. E questo si basava solo sui dati iniziali rilasciati dalla missione Gaia. Guardando al futuro, Hunt prevede che ulteriori rilasci di dati consentiranno al suo team e ad altri astronomi di perfezionare ulteriormente i loro calcoli.
"Il rilascio finale di Gaia alla fine del 2017 dovrebbe consentirci di aumentare la precisione della nostra misurazione della velocità del Sole a circa un km / sec", ha affermato, "che a sua volta aumenterà in modo significativo l'accuratezza della nostra misurazione della nostra distanza dal Centro galattico. "
Man mano che verranno installati più telescopi e osservatori spaziali di prossima generazione, possiamo aspettarci che ci forniscano una vasta gamma di nuove informazioni sul nostro Universo. E da questo, possiamo aspettarci che astronomi e astrofisici inizieranno a far luce su una serie di questioni cosmologiche irrisolte.
