Il ‘viavai’ dell’ora di punta non risparmia neppure lo spazio: ‘ingorghi’ di stelle e di materia densa affollano i bracci delle galassie a spirale, le cui dinamiche sono al centro di un recente studio dell’Università dell’Arkansas, pubblicato su The Astrophysical Journal (articolo: “Investigating the Origins of Spiral Structure in Disk Galaxies through a Multiwavelength Study”). Il team della ricerca, che ha utilizzato le immagini del Nasa-Ipac Extragalactic Database, ha cercato di spiegare come le galassie a spirale riescano a mantenere nel tempo la loro tipica struttura e, nello svolgimento dell’analisi, ha chiarito ulteriormente le dinamiche che caratterizzano i movimenti delle stelle ‘residenti’ nei bracci; il 70% delle galassie ad oggi conosciute, Via Lattea inclusa, presenta questa forma.
Le conclusioni cui gli studiosi sono giunti supportano la teoria che ritiene l’azione della materia all’origine dello schema a spirale: secondo questa ipotesi, infatti, i bracci sono formati da onde di materia densa che dà luogo alla spirale nel suo peregrinare attraverso la galassia. Gli astrofisici hanno iniziato la loro analisi partendo dal movimento delle stelle in questo genere di galassie: gli astri ruotano intorno ad una massa centrale (galactic bulge) e paradossalmente quelli più vicini al centro sono più veloci rispetto ai loro compagni più lontani. In teoria, le stelle più distanti dovrebbero muoversi velocemente per mantenere la spirale in un tragitto più lungo, ma in realtà avviene il contrario. Questa condizione fu spiegata negli anni ’60 con la ‘teoria dell’onda di densità’ (density wave theory): i bracci galattici non sono costituiti da gruppi statici di astri, ma presentano onde di materiale denso che si muovono attraverso di essi. Quando le stelle si imbattono in queste onde, che costituiscono una sorta di ‘ingorgo spaziale’, rallentano e riacquistano velocità dopo aver superato l’imbottigliamento. Queste aree dense fanno sentire la loro influenza anche sulle nubi di gas in transito, provocando in esse una compressione che sfocia nella nascita di nuove stelle.
L’età delle stelle e la loro posizione rispetto al centro dell’onda di densità sono i principali parametri che gli studiosi hanno preso in esame. Secondo la density wave theory, in ogni braccio galattico dovrebbe essere presente un punto in cui la velocità di rotazione dell’onda di densità e quella degli astri sono uguali; questo punto è stato definito ‘raggio di co-rotazione’. Le stelle situate entro il raggio dovrebbero viaggiare più celermente rispetto all’onda, dato che sono prossime al centro della galassia, e quando diventano mature dovrebbero spingersi verso l’interno. Le loro compagne che si trovano al di fuori del raggio, invece, dovrebbero prendersela più ‘comoda’ e spostarsi sempre più indietro con il passare del tempo. Inoltre, gli astrofisici hanno suddiviso le stelle in base alle diverse lunghezze d’onda, connesse a differenti età. Dall’analisi è emerso che ogni gruppo ha formato un braccio con un angolo di inclinazione (pitch angle – l’angolo del braccio in rapporto al centro della galassia) leggermente diverso. Mettendo a confronto i vari angoli con quello creato dal centro dell’onda di densità, gli studiosi hanno evidenziato che la posizione dei gruppi di stelle è coerente con quanto formulato dalla teoria dell’onda di densità. La ricerca, quindi, fornisce una spiegazione del meccanismo che consenta ai bracci a spirale di mantenere il loro look, ma non è ancora chiaro quale processo dia il la alle onde.