La Via Lattea non è solo incurvata: il suo disco esterno presenta enormi onde

Una deformazione più complessa del previsto

Con il termine deformazione galattica — o warp — gli astronomi descrivono la grande curvatura del disco: nelle zone più lontane dal centro, il piano della Galassia si piega verso l’alto da un lato e verso il basso dall’altro.

Il gruppo dell’Osservatorio della Montagna Purpurea ha verificato però che questa curva uniforme non basta a spiegare la posizione di tutte le nubi molecolari osservate. I ricercatori hanno analizzato un catalogo tridimensionale di oltre 30.000 nubi, ricavato dai dati del progetto MWISP, acronimo di Milky Way Imaging Scroll Painting. La campagna osservativa ha utilizzato il telescopio millimetrico da 13,7 metri dell’osservatorio per rilevare l’emissione del monossido di carbonio lungo il piano galattico settentrionale.

Gli scienziati hanno prima costruito un modello della deformazione complessiva del disco. Poi hanno rimosso quella componente regolare e studiato gli spostamenti verticali rimasti. I residui non apparivano come deviazioni casuali di singole nubi: formavano invece strutture coerenti e ondulate distribuite nel disco molecolare esterno.

In sintesi, la parte esterna della Via Lattea può essere descritta come un disco incurvato, attraversato da ulteriori onde verticali.

Perché il monossido di carbonio è così utile

Le nubi molecolari fredde sono difficili da osservare nella luce visibile, perché la polvere interstellare nasconde gran parte del disco galattico. Il monossido di carbonio, indicato con la sigla CO, offre invece un tracciante efficace del gas molecolare freddo: la sua emissione spettrale segnala la presenza del materiale associato agli ambienti in cui nascono le stelle.

Il progetto MWISP osserva simultaneamente le transizioni spettrali J=1–0 di ^12CO, ^13CO e C^18O con il telescopio dell’Osservatorio della Montagna Purpurea. Le righe spettrali contengono anche informazioni sulla velocità del gas. Incrociando questi dati con la posizione apparente delle nubi, i ricercatori hanno potuto ricostruirne la distribuzione tridimensionale e misurare quanto ciascuna si trovasse sopra o sotto il piano galattico modellato.

La dimensione del campione è stata decisiva: mappare decine di migliaia di nubi ha permesso di distinguere una configurazione estesa e collegata dalle posizioni irregolari dei singoli oggetti.

Cosa cambia dopo aver rimosso il warp

Se ogni spostamento verticale fosse stato attribuito alla sola deformazione generale, la struttura più fine sarebbe potuta rimanere nascosta. Modellare prima la grande curvatura ha invece creato una linea di riferimento per analizzare ciò che non rientrava nel modello.

Il quadro residuo ha mostrato che il warp non è sufficiente a spiegare i dati. Le ondulazioni rimanenti sono abbastanza organizzate da sembrare vere e proprie corrugazioni: onde sovrapposte alla forma più ampia del disco. Per questo la scoperta non è soltanto una misurazione più precisa della deformazione già conosciuta, ma modifica il modo in cui viene descritta la periferia della nostra Galassia.

Da dove potrebbero arrivare le increspature?

Secondo i ricercatori, le corrugazioni potrebbero essere onde di flessione generate da perturbazioni gravitazionali esterne, per esempio dal passaggio ravvicinato di galassie satelliti o galassie nane.

Se questa interpretazione sarà confermata, le onde potrebbero conservare la memoria di interazioni avvenute nella storia della Via Lattea e mostrare come i disturbi gravitazionali si siano propagati attraverso il suo disco esterno.

Si tratta però ancora di un’interpretazione, non dell’identificazione certa di una specifica galassia responsabile del fenomeno. Le evidenze disponibili sostengono l’ipotesi di un legame con la storia delle interazioni della Galassia, ma non indicano un’unica origine confermata.

Una nuova mappa tridimensionale della Galassia

Le corrugazioni offrono un nuovo strumento per studiare la struttura tridimensionale della Via Lattea. Il disco esterno non appare più come una superficie quasi statica caratterizzata da una sola grande curvatura: nel gas da cui si formano le stelle convivono una deformazione su larga scala e onde verticali sovrapposte.

La forma, la scala e la continuità di queste strutture potranno essere confrontate con modelli di interazioni gravitazionali e di flessione dei dischi galattici. Questo potrebbe aiutare gli astronomi a ricostruire meglio le perturbazioni subite dalla Via Lattea nel passato e la sua evoluzione dinamica.

Il dato centrale, per ora, è osservativo: nel disco molecolare esterno della nostra Galassia esistono diffuse increspature verticali, oltre alla deformazione generale già nota. Saranno necessarie nuove osservazioni e simulazioni per stabilire quale interazione — o quale combinazione di processi — le abbia prodotte.