Per noi, il cielo notturno può apparire come uno schianto casuale di stelle, ma gli astronomi stanno imparando che in alcune regioni della nostra galassia, le stelle si sono raggruppate in elementi che assomigliano a quelli sulla Terra: ruscelli, onde, archi e creste montuose.
L'attività tettonica crea l'ampia gamma di funzioni della Terra, ma gli scienziati non sono esattamente sicuri di cosa stia rendendo tali imitazioni stellari nella Via Lattea. Ora, i ricercatori stanno testando un colpevole, comprese le forze provenienti dall'esterno della nostra galassia. Il vero sospettato, tuttavia, potrebbe essere proprio la Via Lattea.
Gli scienziati descrivono la Via Lattea come una galassia a spirale barrata, essenzialmente a forma di uovo con il lato soleggiato, con una distribuzione girandola di stelle. Ma su scala più piccola, ci sono molti più dettagli nascosti in questa topografia galattica.
Dal 2013, una missione dell'Agenzia spaziale europea chiamata Gaia ha eseguito un censimento della Via Lattea, con l'obiettivo di catalogare oltre 1 miliardo di stelle. Utilizzando i nuovi dati rilasciati nell'aprile 2018 sulle misurazioni precise delle posizioni e dei movimenti delle stelle per ulteriori 550 milioni di oggetti, gli astronomi possono ora esplorare la galassia con una nuova dimensionalità.
Mentre queste esplorazioni galattiche hanno scoperto nuovi terreni, come quelle creste e archi, gli scienziati non sono stati in grado di spiegare completamente come si formano le strutture stellari. Un team guidato da astronomi dell'Università di Sydney, in Australia, ha deciso di provare a ricreare in modelli al computer alcune delle caratteristiche che vedono nelle stelle.
I ricercatori si sono concentrati su una serie di otto creste nella Via Lattea che sono piegate l'una accanto all'altra come una catena montuosa. I dati di Gaia hanno mostrato che le creste, che erano inserite insieme nello strato intermedio del disco della Via Lattea, avevano ciascuna raccolte di stelle uniche che fissavano le loro cime. Usando i dati di un'altra missione che analizza la composizione delle stelle, hanno notato che tutte le stelle avevano composizioni elementali simili a quelle del sole. Poiché la composizione elementare può suggerire in età stellare, questo ha detto loro che queste giovani stelle non erano disperse tanto quanto le stelle più vecchie, il che aiuta a capire come si formavano le creste.
Le teorie su come vengono create tali creste e altre caratteristiche rientrano in due categorie: interna ed esterna. Alcune teorie suggeriscono che i meccanismi interni della galassia sono fondamentali per formare la geografia galattica. Ad esempio, le interazioni gravitazionali possono generare onde risonanti che creano grossi blocchi di materia da quelli più piccoli. In alternativa, l'attrito tra le stelle, i gas e la polvere nella galassia può portare alla creazione di queste caratteristiche topografiche, proprio come i vestiti in una lavatrice si aggrovigliano mentre si muovono uno accanto all'altro nel processo di pulizia. Altre teorie suggeriscono che alcune caratteristiche esterne si siano mosse attraverso la galassia, come un'altra piccola galassia nana, ed è ciò che ha raggrinzito le stelle. (Per immaginare questa teoria, immagina di trascinare i piedi mentre attraversi un tappeto, facendolo piegare.)
Il team ha utilizzato simulazioni al computer di questi processi interni ed esterni per vedere se la distribuzione delle stelle poteva essere ricreata in condizioni diverse. Hanno scoperto che le creste corrispondevano più strettamente a quelle create in regioni isolate attraverso un processo interno chiamato miscelazione di fase, in cui gruppi di stelle si mescolavano gradualmente, come il rum e la coca-cola venivano mescolati in un cocktail, a causa del morphing delle braccia a spirale nel tempo . Inoltre, la presenza di giovani stelle, che non hanno avuto il tempo di disperdersi delle stelle più vecchie, ha anche suggerito che una forza vicina fosse la fonte delle caratteristiche. Nelle simulazioni di regioni che erano state colpite gravitazionalmente da una galassia di passaggio, i risultati hanno mostrato creste molto più alte di quelle viste nella Via Lattea.
Quindi l'altezza delle creste "potrebbe essere un modo per discriminare tra processi interni ed esterni", ha affermato Shourya Khanna, astronomo dell'Università di Sydney e autore principale del nuovo documento.
Ci sono ancora alcune limitazioni, comunque. I ricercatori devono ancora modellare il gas nella loro simulazione, il che può influire sui risultati. La ricerca ha trovato prove che una galassia vicina una volta attraversava la Via Lattea. Potrebbe essere questo tipo di interazione esterna che tende a creare flussi di stelle, mentre i processi interni - come la miscelazione di fase - sono più responsabili delle creste, suggerisce lo studio. Con molte stelle rimaste nel catalogo, Gaia potrebbe ancora fornire agli astronomi più indizi sulle forze che modellano la straordinaria geografia della nostra galassia.
"La regione della galassia in cui attualmente disponiamo di molte informazioni è abbastanza vicina al sole, ma le prossime uscite di Gaia dovrebbero estendere le dimensioni della regione", ha affermato Alice Quillen, astronoma dell'Università di Rochester, che non era coinvolta nel studia.
Gli scienziati hanno pubblicato le loro scoperte online sulla rivista prestampata arXiv e le hanno presentate per la pubblicazione sulla rivista Monthly Notice of the Royal Astronomical Society.
