Un team internazionale guidato dall’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) ha ottenuto le misure più precise mai realizzate della distanza dei bracci di spirale più esterni della Via Lattea, scoprendo che alcune di queste strutture si trovano fino al 10% più lontano di quanto indicassero i modelli utilizzati finora.
Lo studio, pubblicato sulla rivista Astronomy & Astrophysics, è stato realizzato utilizzando i dati dei telescopi spaziali a raggi X XMM-Newton dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e Chandra della NASA. Invece di ricorrere ai metodi tradizionali, gli astronomi hanno sfruttato i cosiddetti “echi di raggi X”, prodotti da alcuni dei più potenti lampi gamma mai osservati, ottenendo una misura diretta della posizione delle nubi di polvere che disegnano i bracci della nostra Galassia.
Gli echi dei lampi gamma diventano un metro cosmico
Osservare la struttura della Via Lattea è tutt’altro che semplice. Il Sistema Solare si trova infatti all’interno del disco galattico e la presenza di stelle, gas e polveri impedisce di avere una vista d’insieme della nostra Galassia. Negli ultimi anni la missione Gaia dell’ESA ha rivoluzionato la mappatura delle stelle, ma determinare con precisione la posizione dei bracci più esterni resta ancora difficile.
Per superare questo limite, il gruppo guidato da Beatrice Vaia dell’INAF ha sfruttato un fenomeno raro. Quando un lampo gamma (Gamma-Ray Burst, GRB) proveniente da una galassia lontanissima attraversa la Via Lattea, parte dei raggi X viene diffusa dai granelli di polvere presenti nei bracci galattici. Dal punto di vista dei telescopi spaziali questo fenomeno produce una serie di anelli luminosi in espansione, una sorta di eco della luce dell’esplosione.
Poiché la velocità con cui questi anelli si allargano dipende soltanto dalla geometria del sistema, gli astronomi possono calcolare con grande precisione la distanza della nube di polvere che li ha generati, senza dover ricorrere ai modelli sulla rotazione della Via Lattea, che nelle regioni più esterne diventano meno affidabili.
Analizzando tre celebri lampi gamma osservati tra il 2003 e il 2022, il team ha misurato la distanza del Braccio di Perseo, del Braccio Esterno e del Braccio Esterno Scudo-Centauro. I risultati mostrano che gli ultimi due si trovano circa il 10% più lontano rispetto a quanto stimato finora. Per il Braccio Esterno Scudo-Centauro, situato a oltre 60 mila anni luce da noi, lo studio ha raggiunto una precisione di circa l’1%, la migliore mai ottenuta.
Una nuova mappa della Galassia
Le osservazioni hanno permesso anche di misurare lo spessore della polvere presente nel braccio più esterno, risultato pari a circa 3500 anni luce. Questo conferma che gli astronomi non hanno osservato una singola nube isolata, ma l’intera struttura del braccio di spirale.
La combinazione tra i dati di Gaia e queste nuove misure nei raggi X permette quindi di migliorare la mappa tridimensionale della Via Lattea, soprattutto nelle sue regioni più periferiche, dove le osservazioni dirette sono più difficili.
Eventi come quelli utilizzati in questo studio sono molto rari, e non è facile che un lampo gamma così brillante attraversi nuovamente il piano della Galassia. Per questo motivo, gli autori hanno sottolineato che queste osservazioni rappresentano un archivio scientifico di grande valore. In futuro, osservatori per raggi X di nuova generazione come NewAthena dell’ESA potranno applicare lo stesso metodo a un numero maggiore di sorgenti, contribuendo a ricostruire con sempre maggiore precisione la struttura della nostra Galassia.
