Ecco i vicini di casa della Via Lattea …

Gruppo Locale è il nome proprio dato al gruppo di galassie di cui fa parte la nostra galassia, la Via Lattea. Il Gruppo Locale comprende più di 50 galassie e il suo centro gravitazionale si trova in un punto compreso fra la Via Lattea e la Galassia di Andromeda.
Le galassie del Gruppo Locale si estendono su uno spazio di 10 milioni di anni luce di diametro ed è un tipico esempio di gruppo di galassie, come ce ne sono tanti nell’universo. Fa parte del Superammasso della Vergine, detto anche Superammasso locale, che prende il suo nome dall’Ammasso della Vergine  il più ricco gruppo di galassie (vedi articolo “A gran velocità verso l’Ammasso della Norma” del 14 febbraio 2012).
I due membri più massicci del Gruppo sono la Via Lattea e la Galassia di Andromeda. Sono entrambe galassie a spirale, e ognuna di esse ha un sistema di galassie “satelliti”.
Le principali galassie satelliti della Via Lattea sono la Nana del Sagittario, la Grande Nube di Magellano, la Piccola Nube di Magellano, la Galassia Nana dello Scultore, la Galassia Leo I e la Galassia Leo II.
Le principali galassie satelliti della galassia di Andromeda sono  M 32, M 110, NGC 147 e NGC 185.
M33 (la Galassia del Triangolo) è la terza galassia più grande del Gruppo Locale e ha un’incerta classificazione come satellite della Galassia di Andromeda, ma ha comunque un proprio satellite, LGS3.
Altri membri del gruppo (come IC 10, IC 1613, la Nana della Fenice, Leo A) sono separati gravitazionalmente da questi grandi sottogruppi.
Il termine Gruppo locale fu introdotto nel 1936 da Edwin Hubble nel VI capitolo del suo libro “The realm of the Nebulae” dove lo definisce come un tipico piccolo gruppo di nebulose isolate nello spazio più ampio. Nel libro egli ordinò in ordine decrescente di luminosità le 11 galassie allora conosciute e identificò IC 10 come possibile membro del gruppo.
Dalla sua iniziale classificazione, il numero di galassie facente parti del Gruppo Locale è cresciuto significativamente, in particolare dopo la scoperta di numerose galassie nane o a bassa luminosità.
L’elenco completo dei membri del Gruppo Locale lo potete trovare cliccando qui.
La Via Lattea è la galassia alla quale appartiene il Sistema Solare; è la Galassia per antonomasia. In base agli studi più recenti, pare che la Galassia sia, da un punto di vista strettamente morfologico, una galassia spirale barrata, ovvero una galassia composta da un nucleo attraversato da una struttura a forma di barra, dalla quale si dipartono i bracci di spirale, che seguono un andamento logaritmico.
Il disco stellare della Via Lattea ha un diametro di circa 100.000 anni luce e uno spessore, nella regione dei bracci, di circa 1000 anni luce. Le stime sul numero di stelle che la compongono sono varie e a volte controverse. Se vi fosse un modellino in scala con un diametro di 130 km che rappresentasse la nostra Galassia, il sistema solare ne occuperebbe appena 2 millimetri.
All’esterno della Via Lattea si staglia l’alone galattico, delimitato dalle due galassie satelliti maggiori, la Grande e la Piccola Nube di Magellano, i cui perigalattici (i punti delle loro orbite più vicini alla nostra Galassia) distano circa 180.000 anni luce dalla Via Lattea stessa.
Le osservazioni condotte dal Telescopio spaziale Spitzer nel 2005 confermarono che la Via Lattea fosse realmente una galassia spirale barrata: la nostra Galassia è dunque formata da un nucleo centrale (bulge) attraversato da una struttura simile ad una barra, costituita da stelle evolute, circondate da gas e polveri; dalla barra si dipartono quattro strutture a spirale, disposte secondo uno schema logaritmico, su cui si dispongono le formazioni stellari più giovani.
Nel 2006 fu stimata con maggior accuratezza la massa totale della Galassia. Gran parte della massa galattica potrebbe essere però costituita da materia oscura.
l disco galattico, che si estende su un piano attorno al centro galattico, ha un diametro compreso fra 70.000 e 100.000 anni luce. La distanza tra il Sole e il centro galattico è attualmente stimata in 26.000 anni luce.
Il centro galattico nasconde al suo interno un oggetto di massa molto elevata, che si ritiene essere la causa della forte emissione radio da parte della sorgente nota come Sagittarius A; molti indizi inducono a pensare che si tratti di un buco nero supermassiccio, denominato Sgr A* (vedi articoli “Il nostro mostro si sta svegliando” del 19 dicembre 2011 e “Trilioni di asteroidi e comete intorno al buco nero della Via Lattea” dell’8 febbraio 2012).
Il centro galattico è attraversato da una barra, dalle dimensioni prossime ai 27.000 anni luce. La barra è composta principalmente da stelle rosse, probabilmente di età molto antica (fondamentalmente nane e giganti rosse) ed appare circondata da una struttura ad anello chiamata “anello dei 5 kpc”, che contiene una gran parte dell’idrogeno molecolare presente nella Galassia e dove hanno luogo molti fenomeni di formazione stellare.
Ogni braccio di spirale descrive una spirale logaritmica (come d’altra parte fanno tutti i bracci delle galassie spirali), con un’inclinazione di circa 12 gradi. L’esito di studi condotti nel 1993 hanno suggerito che nella Via Lattea vi siano due bracci maggiori (Braccio di Perseo e Braccio Scudo-Croce) e due bracci complementari (Braccio del Cigno e Braccio del Sagittario), aventi tutti origine al centro della Galassia, con alcuni bracci secondari, che si dipartono dai maggiori.
Braccio dei 3-kpc, Braccio di Perseo, Braccio Regolo-Cigno, Braccio Scudo-Croce, Braccio Carena-Sagittario. Sono presenti anche due bracci secondari: Sperone di Orione (che contiene il Sole ed il nostro Sistema Solare) e Sperone del Centauro (esteso fra il Braccio del Sagittario e il Braccio Scudo-Croce). Clicca qui.
All’esterno dei bracci maggiori è presente un anello, detto Anello dell’Unicorno; si tratta di una struttura anulare, che circonda la Galassia, formato da stelle e gas strappati dalle forze mareali ad altre galassie milioni di anni fa. Uno studio del 2008 ha tuttavia messo in discussione la natura di due dei bracci di spirale, considerandoli solo come degli addensamenti maggiori di gas rispetto allo spazio intragalattico circostante; i due bracci maggiori pertanto sarebbero il Braccio di Perseo e il Braccio Scudo-Croce.
Il disco galattico è circondato da un alone sferoidale formato da stelle vecchie ed ammassi globulari, il 90% dei quali si trovano entro un raggio di 100.000 anni luce, suggerendo l’esistenza di un alone di stelle di 200.000 anni luce di diametro. Tuttavia, alcuni ammassi globulari sono stati osservati a distanze anche maggiori, come Palomar 4 e AM1, che si trovano ad oltre 200.000 anni luce dal centro galattico. A differenza del disco, che contiene gas e polveri che oscurano la visuale ad alcune lunghezze d’onda, l’alone galattico ne è completamente privo; i fenomeni di formazione stellare hanno luogo nel disco, e specialmente nei bracci di spirale, dove la densità è maggiore, mentre nell’alone tali fenomeni non si verificano. Anche gli ammassi aperti sono oggetti tipici del disco e non dell’alone.
Il Sole, e quindi anche la Terra e tutto il Sistema Solare, si trova nella Nube Interstellare Locale, che a sua volta si trova dentro la Bolla Locale, a sua volta dentro la Cintura di Gould situata nei pressi del bordo interno del Braccio di Orione. La distanza tra il nostro braccio locale e quello subito più esterno, il Braccio di Perseo, è di circa 6500 anni luce. Il Sole e il Sistema Solare si trovano in quella fascia che gli scienziati chiamano zona galattica abitabile.
L’apice della traiettoria solare, noto come apice solare, indica la direzione in cui il Sole si sposta nello Spazio attraverso la Via Lattea. La direzione generica del moto solare è poco a sud della stella Vega, entro i confini meridionali della costellazione di Ercole, con un angolo di 60° rispetto alla direzione del centro galattico. L’orbita solare attorno alla Galassia si ipotizza che sia approssimativamente circolare.
Il Sistema Solare impiega circa 225-250 milioni di anni per completare un’orbita attorno alla Galassia (un anno galattico); si pensa dunque che il Sole abbia completato durante la sua vita circa 20-25 orbite complete, mentre dall’origine dell’Uomo sarebbe trascorso 1/1250esimo di rivoluzione. La velocità orbitale del Sistema Solare rispetto al centro galattico è approssimativamente di 220 km/s.
La Via Lattea è il centro di gravità attorno al quale orbitano due galassie più piccole, chiamate Nubi di Magellano, e una parte delle galassie nane del Gruppo Locale. La più grande tra queste è la Grande Nube di Magellano, con un diametro di 20.000 anni luce, ossia circa un quinto di quello della nostra Galassia; nei suoi pressi si trova una compagna, la Piccola Nube di Magellano. Le due galassie sono connesse tra di loro e con la Via Lattea tramite la Corrente Magellanica, un ponte di idrogeno neutro; si pensa che il materiale di cui è composta la corrente sia stato strappato via dalla Grande Nube a causa delle forze mareali durante l’ultimo transito ravvicinato con la nostra Galassia. Alcune delle galassie nane orbitanti attorno alla Via Lattea sono la Galassia Nana Ellittica del Cane Maggiore, la più vicina, la Galassia Nana Ellittica del Sagittario, la Galassia Nana dell’Orsa Minore, quella dello Scultore, del Sestante, della Fornace e la Galassia Leo I. Le galassie nane più piccole orbitanti attorno alla nostra possiedono un diametro di appena 500 anni luce; tra queste ci sono la Galassia Nana della Carena e del Drago, più la galassia Leo II. Probabilmente esistono altre galassie nane ancora sconosciute, sempre gravitazionalmente legate alla Via Lattea. Osservazioni attraverso la zona d’ombra galattica rivelano di tanto in tanto nuovi membri del Gruppo Locale, finora solo galassie nane, alcune delle quali si rivelano poi essere legate con la nostra.
Le misure attuali suggeriscono inoltre che la Galassia di Andromeda si stia avvicinando a noi ad una velocità compresa fra 100 e 140 km/s. Come conseguenza di ciò si ipotizza che fra 3 o 4 miliardi di anni la Via Lattea e la Galassia di Andromeda potrebbero collidere; in un evento apparentemente catastrofico come quello di uno scontro fra galassie, le singole stelle non collideranno fra di loro (vedi articoli “Andromeda ci viene addosso e la Via Lattea riuscirà a sfuggire al suo destino?” del 3 gennaio 2011 e “Ma è proprio vero che la Via Lattea colliderà con Andromeda” del 3 luglio 2011). Sulla Via Lattea leggi anche “Il Grande dibattito: Shapley vs Curtis” del 1 febbraio 2012, “Nella Via Lattea più pianeti che stelle” dell’1 gennaio 2012, “A spasso per la Via Lattea con GAIA” del 6 settembre 2011 e “Una nube di idrogeno in rotta di collisione con la Via Lattea” del 28 settembre 2010.
La Galassia di Andromeda si individua con estrema facilità: una volta individuata la costellazione di appartenenza e in particolare la stella Mirach (β Andromedae), si prosegue in direzione nordovest seguendo l’allineamento delle stelle μ Andromedae e ν Andromedae, in direzione NE/SW, fra Perseo e Pegaso, per arrivare a identificare una macchia a forma di fuso, allungato in senso nordest-sudovest; è possibile notarlo anche ad occhio nudo se il cielo è in condizione ottimali e senza inquinamento luminoso. La Galassia di Andromeda può essere osservata da entrambi gli emisferi terrestri, sebbene la sua declinazione settentrionale favorisca notevolmente gli osservatori dell’emisfero nord.
La Galassia di Andromeda è in avvicinamento alla Via Lattea alla velocità di circa 300 km/s, pertanto è una delle poche galassie a mostrare un blueshift; dato il movimento del Sole all’interno della nostra Galassia, si ricava che le due galassie si avvicinano alla velocità di 100–140 km/s. Le due galassie potrebbero come detto collidere in un tempo stimato sui 2,5 miliardi di anni: in quel caso probabilmente si fonderanno dando origine ad una galassia ellittica di grandi proporzioni; tuttavia, la velocità tangenziale rispetto alla Via Lattea di M31 non è ben conosciuta, creando così incertezza sul quando la collisione avverrà e sul come essa procederà. Scontri di questo tipo sono frequenti nei gruppi di galassie (vedi anche “Individuate due nuove piccole galassie satelliti attorno ad Andromeda” del 7 novembre 2011 e “Andromeda si fa in quattro” del 21 luglio 2011).
Così come la Via Lattea, anche la Galassia di Andromeda possiede un sistema di galassie satelliti, consistente di 14 galassie nane conosciute; le meglio note e le più facili da osservare sono M32 e M110.
Basandosi sulle evidenze, sembra che M32 abbia subito un incontro ravvicinato con M31 nel passato: M32 potrebbe infatti essere stata una galassia più grande di come appare attualmente e il suo disco di stelle sarebbe stato strappato via da M31, la quale assunse una forma distorta e aumentò il tasso di formazione stellare nelle regioni del nucleo, che terminò in un passato relativamente recente.
Anche M110 sembra essere in interazione con M31 e gli astronomi hanno scoperto nell’alone di quest’ultima una corrente di stelle ricche in metalli che sembra siano state strappate da entrambe le galassie satelliti. M110 contiene una banda di polveri, che potrebbe essere indice di un recente fenomeno di formazione stellare, una cosa insolita per una galassia nana ellittica, che di solito è quasi completamente priva di gas e polveri.
La Galassia del Triangolo, M 33, è una galassia a spirale distante circa 3 milioni di anni luce dalla Terra e situata nella costellazione del Triangolo. La Galassia del Triangolo è la seconda galassia non nana più vicina alla Via Lattea, dopo la Galassia di Andromeda (M31).
La Galassia del Triangolo è una galassia piuttosto piccola rispetto alle sue vicine – la Via Lattea e la Galassia di Andromeda – ma in realtà ha dimensioni medie rispetto alle altre galassie spirali presenti nell’Universo. In particolare, è il terzo membro del Gruppo Locale per grandezza, dopo la Galassia di Andromeda e la Via Lattea, e potrebbe essere un compagno della stessa Galassia di Andromeda, a cui è gravitazionalmente legata. LGS 3, una delle piccole galassie membro del Gruppo Locale, è un satellite di M33.
Dal punto di vista della sua conformazione, M33 è un esempio di spirale a fiocchi. Le galassie a spirale possono presentare bracci omogenei e ben definiti, oppure bracci in cui le polveri e i gas non sono distribuiti in maniera uniforme ma aggregati in collassi locali.
La galassia del Triangolo possiede un nucleo con caratteristiche spettrali simili a quelle di una regione H II e quindi non presenta fenomeni violenti tipici dei nuclei galattici attivi o delle galassie di Seyfert.
M33 si sta muovendo verso la galassia di Andromeda. L’osservatorio spaziale a raggi X Chandra ha trovato nel 2007 l’evidenza di un buco nero di 15,7 masse solari appartenente alla galassia del Triangolo; l’oggetto, chiamato M33 X-7, orbita attorno ad una stella compagna.
La Piccola Nube di Magellano (Inglese Small Magellanic Cloud, sigla internazionale SMC) è una galassia nana di forma irregolare in orbita attorno alla Via Lattea.
Situata ad una distanza di circa 200.000 anni luce, è una delle compagne della Via Lattea più vicine. È anche uno degli oggetti più distanti che possa essere visto ad occhio nudo da Terra, secondo solo alla Galassia di Andromeda.
Forma una coppia con la Grande Nube di Magellano, situata 20 gradi più ad est. Entrambe fanno parte del Gruppo Locale di galassie e, come indica il loro nome, sono dedicate a Ferdinando Magellano, che le osservò durante il suo viaggio di circumnavigazione terrestre.
Avendo una declinazione media di -72 gradi, è visibile quasi esclusivamente dall’emisfero australe della Terra, dove tra l’altro appare circumpolare a quasi tutte le latitudini.
Si trova nella costellazione del Tucano ed appare come un debole batuffolo di luce grande circa 3 gradi. Ad uno sguardo casuale sembra più un pezzo staccato della Via Lattea che una galassia indipendente; la sua luminosità superficiale molto bassa fa sì che sia difficile scorgerla da ambienti illuminati come le città. Occorre invece un cielo molto buio, possibilmente con la Luna sotto l’orizzonte. La si può individuare circa 15° a SSW della brillante e isolata stella Achernar.
La Grande Nube di Magellano (in inglese Large Magellanic Cloud, abbreviazione internazionale LMC) è una galassia nana, probabilmente satellite della Via Lattea, e la più grande delle due Nubi di Magellano. Data la sua breve distanza, di soli 48 kpc (157 000 anni-luce), è la terza galassia più vicina alla nostra, dopo la Galassia Nana Ellittica del Cane Maggiore (12,9 kpc) e la Galassia Nana Ellittica del Sagittario (16 kpc), quest’ultima posta dalla parte opposta del centro galattico rispetto a noi.
La Grande Nube di Magellano ha una massa pari a circa 1/10 della massa della Via Lattea; con un diametro di circa 7000 anni luce è dunque anche la quarta galassia più grande del nostro Gruppo Locale, dopo la Galassia di Andromeda, la nostra e quella del Triangolo.
Sebbene la Grande Nube sia spesso considerata una galassia irregolare, contiene all’interno una barra di notevole spessore che attraversa il suo centro, suggerendo dunque che si trattasse in origine di una galassia spirale barrata, la quale, a causa delle grandi forze mareali dovute all’interazione con la nostra Galassia e con la Piccola Nube di Magellano, abbia subito delle deformazioni. È visibile a occhio nudo come un debole oggetto nel cielo notturno dell’emisfero australe della Terra, al confine tra le costellazioni del Dorado e della Mensa. È chiamata così in onore di Ferdinando Magellano, che la osservò assieme alla sua compagna (detta Piccola Nube di Magellano) nel suo viaggio di circumnavigazione terrestre.
Nella Nube si trova la Nebulosa Tarantola, la regione di formazione stellare più attiva del Gruppo Locale di galassie. Inoltre, nel 1987 esplose nella Nube quella che sarebbe diventata famosa come Supernova 1987a  (sulle Nubi di Magellano leggi anche “Riflettori su 30 Doradus” del 16 novembre 2011 e “Nubi di Magellano come Caino e Abele” del 19 luglio 2011).
Una Stella per Amica