ASTRONOMIA GALASSIE

Le galassie sono “oasi” nell’enorme spazio del cielo, costituite da stelle, pianeti, nebulose di gas e polveri e tanto spazio apparentemente deserto. Le galassie non sono tutte uguali; sono sostanzialmente di tre tipi secondo la classificazione fatta da Hubble (1920):
- galassie ellittiche costituite da stelle vecchie;
- galassie a spirale, tra cui la Via Lattea, costituite da popolazioni di stelle miste;
- galassie irregolari costituite da stelle giovani.
Le galassie a spirale hanno sigla S seguita da a, b, c, ad indicare minore o maggiore spazio tra le spire. La Via Lattea è infatti classificata Sb perché le spire dei bracci della spirale sono avvolti morbidamente intorno al nucleo centrale. È una galassia gigante con un diametro di 100.000 anni luce ed uno spessore di circa 10.000, conta 200 miliardi di stelle ed ha massa pari a 1000 miliardi di masse solari. In essa è possibile individuare corpo centrale con disco e bracci, e zone all’esterno dei bracci, dette aloni. La distribuzione delle stelle entro la galassia non è casuale: nel disco prevalgono stelle adulte con luce tendente al giallo, nei bracci stelle più giovani con gas e polveri e luce tendente al blu, mentre negli aloni le stelle più vecchie e più luminose, nane e supergiganti con luce rossa, isolate o raggruppate in ammassi. Il nostro sistema solare si trova nel disco a poco più di metà strada dal centro galattico, infatti il sole dista 27.000 anni luce dal centro ed è una stella a luce gialla. La nostra Galassia è un oggetto molto antico, eppure non così antico da aver raggiunto uno stato di equilibrio, così da escludere ogni possibile evoluzione. Nei bracci di spirale ci sono ancora immensi serbatoi di gas, soprattutto idrogeno, da cui possono condensarsi nuove stelle. Ci sono stelle isolate, dette stelle di campo, ma la grande maggioranza si trova riunita in gruppi, dalle stelle doppie e multiple fino ai grandi ammassi. Questi gruppi di stelle derivano da grandi nubi di gas e polveri che ancora oggi troviamo nella Galassia. La componente gassosa, anche se molto importante, è modesta dal punto di vista quantitativo: in una galassia come la nostra costituisce meno del 5% della massa totale.

A seconda dell’età di formazione dei componenti, si possono distinguere oggetti stellari di I popolazione (età fino a 5-6 miliardi di anni) e di II popolazione (età superiori a 10 miliardi). Presumibilmente per una variazione della composizione chimica generale della galassia la formazione di stelle di popolazione II è cessata circa 109 anni fa.
Partiamo dall’alone galattico, quella enorme struttura sferoidale, composta da stelle vecchie e di colore rossastro e iniziamo a descrivere gli oggetti più antichi, di II popolazione, che sono anche i più periferici alla galassia: si tratta degli ammassi globulari, che costituiscono la componente più spettacolare dell'alone e ne sono stati individuati poco più di 150. Sono associazioni di stelle molto vecchie in cui troviamo migliaia di stelle strettamente ammassate in forma di bozzolo. Il più luminoso dell'emisfero settentrionale è l'ammasso M13, nella costellazione di Ercole: si calcola contenga 500.000 stelle, strette in un diametro di soli 100 anni luce; la sua distanza dal Sole è di 22.000 anni luce. Altri sono M15 in Pegaso, M4 in Scorpione.
Gli ammassi globulari viaggiano attorno alla Galassia su lunghe orbite fortemente inclinate ed ellittiche, a dimostrazione del fatto che si tratta di relitti dei primi giorni della protogalassia.
Da segnalare, tra le stelle di II popolazione, le stelle dell’alone galattico che hanno moti propri, in genere assai elevati. Esse possono addirittura arrivare vicine al disco ed attraversarlo: non poche nane rosse vicine al Sole sono considerate stelle di alone “in transito”.
Veniamo ora al corpo galattico in cui troviamo tutti i tipi di stelle della sequenza spettrale, di I e di II popolazione, riunite in ammassi o solitarie, di campo.
Tra gli Ammassi Galattici Aperti il più famoso è M45, le Pleiadi, composto da centinaia di stelle, di cui sette molto brillanti, poste a circa 400 anni luce di distanza dal Sole. Le Stelle del campo sono stelle isolate, gialle come Sole nel nucleo, blu-bianche come Rigel o Spica nei bracci…)
Ed infine si ha la componente gassosa, le nubi della Via Lattea. Il mezzo interstellare non è distribuito in maniera omogenea nel piano della Galassia, ma è frammentato in modo da formare i complessi nebulari, cioè le brillanti nebulose gassose (più frequenti nei bracci) e le nubi oscure (più frequenti nel disco) ; queste ultime sono note come i sacchi di carbone, e risultano scure in quanto non illuminate da stelle adiacenti: si possono vedere in quanto oscurano le stelle del fondo cielo. Le Nebulose o Nebule sono zone della galassia con condizioni favorevoli alla nascita di stelle, sono infatti un mix di stelle giovani luminosissime con gli ingredienti per formarle; la loro osservazione al telescopio può risultare di grande effetto per fenomeni di assorbimento, riflessione e/o rifrazione della luce proveniente dalle stelle vicine sui cristalli di gas ghiacciati e sulle polveri. Un esempio è la Grande Nebulosa M42, la più brillante di tutto il cielo, e la Testa di Cavallo (nebulosa oscura, non visibile ad occhio nudo), entrambe in Orione. La parte di M42 a noi visibile, illuminata dalle stelle del Trapezio (un ammasso aperto molto giovane situato all’interno della Grande Nebulosa), si estende per almeno 20 anni luce, ma ben maggiore è la parte che si estende dietro per centinaia di anni luce. Si tratta di una gigantesca nube di gas freddi ed oscuri, detta OMC 1, visibile solo con i radio-telescopi; si ritiene che questa sia una zona di più intensa formazione stellare della galassia, una vera e propria nursery di stelle.

Per dare significato ai simboli M l’astronomo Messier già nel 1770 catalogò 103 oggetti non stellari del cielo profondo, tutti indicati col simbolo M seguito da un numero. Essendo le galassie vicine, oggetti non stellari del cielo profondo, sono anch’esse catalogate col simbolo M (la galassia di Andromeda è M31), ma Messier soprattutto si occupò di oggetti diversi da semplici stelle, appartenenti alla nostra galassia come ammassi aperti e globulari, nebulose…, esclusi i pianeti perché non appartenenti al cielo profondo.