Gli astronomi sanno da tempo che la Via Lattea e le galassie di Andromeda si scontreranno in una data futura. La migliore ipotesi per quell'incontro è stata tra circa 3,75 miliardi di anni. Ma ora un nuovo studio basato su Data Release 2 della missione Gaia dell'ESA sta portando un po 'di chiarezza a questa futura collisione.
C'è di più nel quadro generale della collisione oltre alla Via Lattea e ad Andromeda (M31). Le due galassie fanno parte di un gruppo di galassie chiamato gruppo locale e il gruppo locale ha un terzo membro di grandi dimensioni, la galassia Triangulum (M33). Sebbene il gruppo locale contenga altre galassie, sono i tre di cui sopra che costituiscono la maggior parte della massa. Dei tre, l'Andromeda è il più massiccio, la Via Lattea è il secondo più massiccio e il Triangolo è il terzo.
Il gruppo locale è composto da più di 54 diverse galassie, sebbene la maggior parte di esse siano galassie nane, collegate gravitazionalmente alle tre grandi. Il centro gravitazionale del Gruppo si trova tra la Via Lattea e Andromeda.
Anche se una collisione è stata prevista da qualche tempo, c'è ancora molta incertezza. Il telescopio spaziale Hubble e altri ambiti "terrestri" come il Very Long Baseline Array (VLBA) hanno fornito le prove osservative di questa collisione. Con questi dati, gli astronomi sono stati in grado di imparare un po 'su come le orbite dell'Andromeda e del Triangolo sono cambiate nel tempo.
L'Andromeda e il Triangolo sono entrambe galassie a spirale, come la Via Lattea, e si trovano tra 2,5 e 3 milioni di anni luce di distanza. Sono anche abbastanza vicini da poter potenzialmente interagire gravitazionalmente, il che confonde le previsioni di collisione.
Qui entra in gioco la missione Gaia dell'ESA.
“Avevamo bisogno di esplorare i movimenti delle galassie in 3D per scoprire come sono cresciuti e si sono evoluti e cosa crea e influenza le loro caratteristiche e comportamenti.“
Studio principale autore Roeland van der Marel, Space Telescope Science Institute (STScI) Baltimora, USA.
“Dovevamo esplorare i movimenti delle galassie in 3D per scoprire come sono cresciuti e si sono evoluti e cosa crea e influenza le loro caratteristiche e il loro comportamento,"Afferma l'autore principale Roeland van der Marel dello Space Telescope Science Institute (STScI) a Baltimora, negli Stati Uniti. “Siamo stati in grado di farlo utilizzando il secondo pacchetto di dati di alta qualità rilasciato da Gaia.“
La missione di Gaia sta realizzando una mappa 3D della nostra galassia della Via Lattea, e sta facendo lo stesso anche per parti del gruppo locale. "Scopi come Hubble ci offrono una visione nitida degli altri membri del gruppo locale, ma non ci forniscono misurazioni accurate di posizioni e movimenti delle singole stelle. Questa è la missione di Gaia.
“Abbiamo esaminato i dati di Gaia per identificare migliaia di singole stelle in entrambe le galassie e abbiamo studiato il modo in cui queste stelle si muovevano all'interno delle loro case galattiche,"Aggiunge il coautore Mark Fardal, anche lui di STScI. "Mentre Gaia mira principalmente a studiare la Via Lattea, è abbastanza potente da individuare stelle particolarmente massicce e luminose all'interno delle regioni che formano le stelle vicine, anche nelle galassie oltre la nostra.“
In passato, quando gli astronomi usavano l'Hubble e altri osservatori per studiare i movimenti dei tre membri più grandi del gruppo locale, trovarono due possibilità. O la galassia Triangulum si trova su un'orbita incredibilmente lunga di sei miliardi di anni attorno ad Andromeda ma è già caduta in essa in passato, oppure è attualmente al suo primo in autunno. Ogni scenario riflette un diverso percorso orbitale, e quindi una diversa storia di formazione e futuro per ogni galassia.
Ma ora Gaia ha fornito agli astronomi molti più dati con cui lavorare. Non solo rivela come le galassie si muovono attraverso lo spazio, ma mostra anche la loro velocità di rotazione. Questi dati sulla velocità di rotazione sono stati a lungo ambiti, da quando gli astronomi hanno iniziato a studiare la formazione e l'evoluzione della galassia cento anni fa, e Gaia ha finalmente fornito.
“Ci è voluto un osservatorio avanzato quanto Gaia per farlo finalmente.“
Roeland van der Marel, STScI.
“Ci è voluto un osservatorio avanzato quanto Gaia per farlo finalmente,"Dice Roeland. “Per la prima volta, abbiamo misurato il modo in cui M31 e M33 ruotano nel cielo. Gli astronomi vedevano le galassie come mondi raggruppati che non potevano essere "isole" separate, ma ora sappiamo diversamente. Gaia ha impiegato 100 anni per misurare finalmente il vero, minuscolo, tasso di rotazione del nostro vicino galattico più vicino, M31. Questo ci aiuterà a capire di più sulla natura delle galassie.“
I ricercatori dietro lo studio hanno combinato i dati esistenti con i nuovi dati di Gaia Release 2 per creare un quadro più accurato di come Andromeda e il Triangolo si stanno muovendo nello spazio. Sono stati in grado di proiettare questo nel passato e nel futuro per miliardi di anni.
“Le velocità che abbiamo trovato mostrano che M33 non può essere su una lunga orbita attorno a M31 ", afferma co-autore Ekta Patel dell'Università dell'Arizona, USA. “I nostri modelli implicano all'unanimità che M33 deve essere alla sua prima caduta in M31.“
Lo studio ha anche rivelato più di ciò che è in serbo per la Via Lattea e Andromeda. Piuttosto che una collisione (che è più precisamente chiamata interazione di marea poiché nessuna stella o pianeta potrebbe mai scontrarsi), ci sarà più di un colpo d'occhio. E invece di svolgersi tra circa 3,75 miliardi di anni, lo sarà tra circa 4,5 miliardi di anni. Accidenti!
“Questa scoperta è cruciale per la nostra comprensione di come le galassie si evolvono e interagiscono. "
Timo Prusti, scienziato del progetto Gaia dell'ESA
Il nuovo documento, e i nuovi dati di Gaia, hanno anche fatto luce su come le galassie come Andromeda e Triangulum si formano e si evolvono.
“Questa scoperta è cruciale per la nostra comprensione di come le galassie si evolvono e interagiscono " afferma Timo Prusti, scienziato del progetto Gaia dell'ESA. “Vediamo caratteristiche insolite sia in M31 che in M33, come flussi deformati e code di gas e stelle. Se le galassie non si sono mai incontrate prima, queste non possono essere state create dalle forze sentite durante una fusione. Forse si sono formati attraverso interazioni con altre galassie o mediante la dinamica dei gas all'interno delle galassie stesse.
Fonti:
- Documento di ricerca: primo Gaia Dinamica del sistema Andromeda: DR2 movimenti, orbite e rotazione adeguati di M31 e M33
- Comunicato stampa ESA: GAIA offre una nuova velocità per la collisione della Via Lattea-Andromeda
- La missione GAIA dell'ESA
