Le galassie

Il sistema solare e le stelle visibili nella volta celeste fanno parte di un unico sistema, che costituisce una galassia denominata Via Lattea (il termine galassia deriva dal greco gala, latte). Una galassia è un agglomerato di stelle, gas e polveri (nubi di materia oscura interstellare), legati tra loro dalla forza di gravità e orbitanti intorno a un punto centrale. Fino a un centinaio di anni fa, gli astronomi ritenevano che la Via Lattea (o Galassia) fosse l'unica esistente ed esaurisse l'intero universo. Oggi, grazie all'impiego di strumenti di indagine sempre più perfezionati, sappiamo che la Via Lattea, nonostante la sua enorme estensione (circa 100 000 anni luce), non è che una fra centinaia di miliardi di altre galassie che popolano l'universo, di cui costituiscono le unità strutturali.

Le galassie sono in genere riunite in piccoli gruppi (che ne contengono alcune decine; la Via Lattea è tra queste) o in grandi ammassi (che ne contengono centinaia e anche migliaia); gruppi e ammassi fanno a loro volta parte di assembramenti ancora più vasti, detti superammassi.

Classificazione delle galassie

La classificazione delle galassie oggi adottata si basa su quella introdotta dall'astronomo americano E. Hubble (1924) e sottoposta a revisione nel 1961 dall'astronomo americano A. Sandage (fig. 4.1).

A seconda dalla loro forma, le galassie sono suddivise in:

• galassie ellittiche (E), la cui forma è riconducibile a quella di un ellissoide di rotazione; come indica la loro luminosità, che decresce dal centro verso la periferia, in esse la maggior parte delle stelle si trova addensata intorno al centro della galassia e non hanno praticamente nubi di gas e polveri. A seconda della loro forma più o meno appiattita, esse sono ulteriormente suddivise in 8 sottogruppi, (da E0 a E7: il numero indica l'appiattimento crescente);
• galassie a spirale (S), di forma discoidale, simili a grandi girandole luminose, in cui, da un brillante nucleo centrale si dipartono lunghi bracci a spirale. In esse si alternano regioni luminose, dovute a un maggior addensamento di stelle, e regioni oscure, in cui sono presenti nubi di gas e polveri. Sono ulteriormente suddivise in tre sottogruppi, distinti dalle lettere a, b, c (Sa, Sb e Sc), con cui si indicano le differenti dimensioni del nucleo (molto pronunciate in a, trascurabili in c). La Via Lattea si può collocare nella sottoclasse Sb;
• galassie a spirale barrata (SB), con nucleo a forma di barra, dai cui estremi partono i bracci. Anche queste galassie si suddividono in tre sottogruppi (SBa, SBb e SBc) con criteri analoghi a quelli delle spirali normali;
• galassie irregolari (Ir), di forma non ben definita, con massa e luminosità in genere ridotte. Gli esempi più noti sono la Grande e la Piccola Nube di Magellano.

La Via Lattea

Il nome Via Lattea deriva dal fatto che, nel cielo notturno, essa appare come una fascia biancastra e debolmente luminosa che attraversa il cielo. È una galassia a spirale contenente oltre 100 miliardi di stelle, con sottili bracci di materia ruotanti lentamente attorno a un nucleo centrale rigonfio (con diametro di circa 10 000 anni luce), contornato da un alone di vecchie stelle e di ammassi globulari di stelle. Il diametro massimo della Galassia è di 100 000 anni luce e lo spessore medio è di circa 1700 anni luce (fig. 4.2).

Le stelle (di cui appena 6000 visibili a occhio nudo) sono più fitte nel centro e più rade alla periferia dei bracci, immerse in nubi di gas e polveri interstellari, localmente concentrate in nebulose.

Gli astronomi classificano le stelle della Via Lattea in due categorie principali (o popolazioni):

• popolazione I, costituita da stelle giovani, caratteristiche del disco galattico, la cui composizione chimica è ricca in elementi pesanti;
• popolazione II, formata da stelle più vecchie, presenti soprattutto nell'alone galattico; la loro composizione chimica è più povera di elementi pesanti (che per gli astronomi sono tutti gli elementi più pesanti dell'elio).

Il centro della Via Lattea si trova circa a 28 000 anni luce dal Sole, in direzione della costellazione del Sagittario. Si tratta di una regione nascosta al nostro sguardo da dense nubi di gas e di polveri interstellari oscure, che assorbono quasi completamente la radiazione luminosa; ci giungono, invece, segnali nel campo delle onde radio.

All'inizio del XX secolo si credeva ancora che il Sole occupasse il centro della Galassia. Solo nel 1918 l'astronomo americano H. Shapley (1885-1972) stabilì la collocazione periferica del Sole e del sistema solare. Cercando di misurare la posizione e la distanza degli ammassi globulari, egli aveva osservato che la maggior parte era concentrata in una zona di cielo piuttosto lontana dal Sole, e precisamente in direzione della costellazione del Sagittario. Gli ammassi globulari stavano infatti muovendosi intorno al centro della Galassia, il quale certamente non coincideva con il sistema solare. Shapley riuscì a determinare in modo esatto e indiscusso la posizione del Sole nella Via Lattea: in uno dei bracci a spirale, a circa 28 000 anni luce dal centro.