La Via Lattea è la galassia in cui risiede la Terra. Parte di esso è visibile in una notte limpida dalla Terra, come una spessa banda di stelle che si estende attraverso il cielo. Possiamo vedere migliaia di queste stelle ad occhio nudo, e molte altre in un telescopio. Ma quante stelle ci sono nella Via Lattea?
“È una domanda sorprendentemente difficile a cui rispondere. Non puoi semplicemente sederti e contare le stelle, generalmente, in una galassia”, ha detto David Kornreich, assistente professore all’Ithaca College di New York., Fu il fondatore del servizio “Ask An Astronomer” alla Cornell University.
Anche nella Galassia di Andromeda — che è luminosa, grande e relativamente vicina alla Terra, a 2,3 milioni di anni luce di distanza-solo le stelle più grandi e alcune stelle variabili (in particolare le variabili Cefeidi) sono abbastanza luminose da brillare nei telescopi da quella distanza. Una stella grande come il sole sarebbe troppo difficile da vedere. Così gli astronomi stimano, utilizzando alcune delle tecniche di seguito.,
La struttura della Via Lattea
Dalle osservazioni, gli astronomi sanno che la Via Lattea è una galassia a spirale barrata di circa 100.000 anni luce. Una vista al di fuori della galassia rivelerebbe un rigonfiamento centrale circondato da quattro braccia, due maggiori e due minori. Le braccia principali della Via Lattea sono conosciute come Perseo e Sagittario. Il sole si trova in uno dei due speroni minori, che è chiamato il braccio di Orione.
La galassia ha anche un enorme alone di gas caldo intorno ad essa che è diverse centinaia di migliaia di anni luce di diametro., Gli astronomi stimano che l’alone sia altrettanto massiccio di tutte le stelle della Via Lattea. Molte delle stelle della Via Lattea, tuttavia, sono difficili da vedere. Questo perché il centro della galassia ha un rigonfiamento galattico pieno di stelle, gas e polvere — così come un buco nero supermassiccio. Questa zona è così densa di materiale che anche potenti telescopi non possono vedere attraverso di essa. Gli astronomi non sono sicuri di quando e come si sia formato il rigonfiamento; alcuni suggeriscono che la storia antica della Via Lattea sia stata cambiata quando la galassia si è scontrata con un’altra.,
Gli astronomi pensavano che tutte le stelle dell’universo si trovassero all’interno della Via Lattea, ma questo cambiò nel 1920. L’astronomo Edwin Hubble usò una stella chiamata variabile Cefeide per misurare le distanze nel cielo. Da lì, gli astronomi appresero che c’erano intere galassie nell’universo separate dalla Via Lattea.
Massive investigation
Il modo principale in cui gli astronomi stimano le stelle in una galassia è determinare la massa della galassia., La massa è stimata osservando come ruota la galassia, così come il suo spettro usando la spettroscopia.
Tutte le galassie si stanno allontanando l’una dall’altra e la loro luce viene spostata all’estremità rossa dello spettro perché questo allunga le lunghezze d’onda della luce. Questo si chiama ” redshift.”In una galassia rotante, tuttavia, ci sarà una porzione che è più “blueshifted” perché quella porzione si sta leggermente muovendo verso la Terra. Gli astronomi devono anche sapere qual è l’inclinazione o l’orientamento della galassia prima di fare una stima, che a volte è semplicemente una “supposizione istruita”, ha detto Kornreich.,
Una tecnica chiamata “spettroscopia a fessura lunga” è la migliore per eseguire questo tipo di lavoro. Qui, un oggetto allungato come una galassia viene visto attraverso una fessura allungata e la luce viene rifratta usando un dispositivo come un prisma. Questo rompe i colori delle stelle nei colori dell’arcobaleno.
Alcuni di questi colori mancheranno, mostrando gli stessi “pattern” di porzioni mancanti di alcuni elementi della tavola periodica. Questo permette agli astronomi di capire quali elementi sono nelle stelle. Ogni tipo di stella ha un’impronta chimica unica che comparirebbe nei telescopi., (Questa è la base della sequenza OBAFGKM che gli astronomi usano per distinguere tra tipi di stelle.)
Qualsiasi tipo di telescopio può fare questo tipo di lavoro di spettroscopia. Kornreich spesso utilizza il telescopio da 200 pollici presso l’Osservatorio Palomar presso il California Institute of Technology, ma ha aggiunto che quasi ogni telescopio di dimensioni sufficienti sarebbe adeguato.
L’ideale sarebbe usare un telescopio in orbita perché la dispersione avviene nell’atmosfera terrestre dall’inquinamento luminoso e anche da eventi naturali — anche qualcosa di semplice come un tramonto., Il telescopio spaziale Hubble è un osservatorio noto per questo tipo di lavoro, ha aggiunto Kornreich. Un osservatorio successore chiamato James Webb Space Telescope dovrebbe essere lanciato nel 2020. La sfida, tuttavia, è che Hubble è un telescopio in forte domanda-e lo stesso ci si aspetta di Webb dopo il suo lancio. Quindi gli osservatori non possono dedicare tutto il loro tempo a stimare la massa della galassia.
Quanto della massa è stelle?
Tra diverse galassie della stessa massa, ci potrebbero essere varianze per quanto riguarda i tipi di stelle e la massa complessiva., Kornreich avvertì che sarebbe stato molto difficile parlarne in generale, ma disse che una differenza potrebbe essere guardare le galassie ellittiche rispetto alle galassie a spirale come la nostra, la Via Lattea. Le galassie ellittiche tendono ad avere più stelle nane rosse di tipo K e M rispetto alle galassie a spirale. Poiché le galassie ellittiche sono più vecchie, avranno meno gas perché è stato spazzato via durante la loro evoluzione.
Una volta determinata la massa di una galassia, l’altra cosa difficile è capire quanta di quella massa è fatta di stelle., La maggior parte della massa sarà composta da materia oscura, un tipo di materia che non emette luce ma che si crede costituisca la maggior parte della massa dell’universo.
“Devi modellare la galassia e vedere se riesci a capire qual è la percentuale di quella massa di stelle”, ha detto Kornreich. “In una galassia tipica, se si misura la sua massa guardando la curva di rotazione, circa il 90% di quella è materia oscura.,”
Con gran parte della” roba ” rimanente nella galassia composta da gas e polvere diffusi, Kornreich ha stimato che circa il 3% della massa della galassia sarà composta da stelle, ma ciò potrebbe variare. Inoltre, la dimensione delle stelle stesse può variare notevolmente da qualcosa che è la dimensione del nostro sole, a qualcosa di decine di volte più piccolo o più grande.Il numero di stelle è approssimativamente
Quindi c’è un modo per capire quante stelle sono sicure? Alla fine, si tratta di una stima., In un calcolo, la Via Lattea ha una massa di circa 100 miliardi di masse solari, quindi è più facile tradurla in 100 miliardi di stelle. Questo spiega le stelle che sarebbero più grandi o più piccole del nostro sole, e le medie fuori. Tuttavia, la massa è difficile da calcolare — altre stime hanno detto che la galassia ha una massa compresa tra 400 miliardi e 700 miliardi di masse solari.
La missione Gaia dell’Agenzia Spaziale Europea sta mappando le posizioni di circa 1 miliardo di stelle nella Via Lattea., ESA dice Gaia mapperà 1 per cento del contenuto stellare nella Via Lattea, che mette la stima delle stelle totali nella nostra galassia a 100 miliardi. L’obiettivo di Gaia è quello di realizzare la migliore mappa tridimensionale della Via Lattea.
L’avvertimento, ha detto Kornreich, è che questi numeri sono approssimazioni. I modelli più avanzati possono rendere l’approssimazione più accurata, ma sarebbe molto difficile contare le stelle una per una e dirti con certezza quante sono nella galassia.