La Galassia Andromeda Colliderà Davvero Con la Nostra Via Lattea ?

E' ormai risaputo che la galassia Andromeda è in rotta di collisione con la nostra galassia, la Via Lattea. Lo sappiamo perché Andromeda si sta spostando verso il centro della Via Lattea a 122 km al secondo! Ma è così sicuro che ci colpirà davvero? Beh non esattamente. Misurare lo spostamento verso il rosso (effetto Doppler) della luce della galassia Andromeda ci può dire il suo moto lungo la nostra linea di vista, ma non ci dice il moto trasversale della galassia. Potrebbe essere in via di collisione con noi, ma potrebbe anche solo sfiorarci o mancarci completamente. Per determinare il vettore di velocità in 3D per la Galassia Andromeda, dobbiamo misurare il suo moto proprio. Il problema è che la galassia è lontanissima (2.5 milioni di anni luce, ed è la più vicina galassia grande) quindi anche un'enorme velocità trasversale si traduce in un movimento angolare minuscolo. Con i telescopi ottici terrestri dovremmo monitorare la posizione esatta della galassia Andromeda, rispetto ai quasar sullo sfondo, per migliaia di anni per osservare questo movimento. Per fortuna però, gli astronomi hanno scoperto alcuni trucchi per raggirare questo problema.

Una volta identificate delle sorgenti di onde radio molto intense nella Galassia Andromeda, allora può essere usata la tecnica dell'interferometria radio, con il Very Long Baseline Interferometry (VLBI) per sintetizzare un'antenna radio grande più o meno quanto l'intero pianeta Terra, producendo una risoluzione angolare molto alta. Il VLBI rende possibile la misurazione del moto proprio di galassie vicine in solo qualche anno (3.4), e la chiave è l'uso di maser (Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation, ovvero Amplificazione di Microonde tramite Emissione Stimolata di Radiazioni. Un maser è simile a un laser, ma opera nella regione delle microonde dello spettro elettromagnetico.) di tipo molecolare come i punti di riferimento estremamente luminosi e compatti da monitorare contro i quasar distanti.

Il problema persistente con l'applicazione di questa tecnica con la Galassia Andromeda è quello di riuscire a trovare i maser richiesti: la galassia è troppo vasta nel cielo da indagare efficientemente con abbastanza sensibilità da rilevare maser analoghi a quelli che vediamo nella Via lattea. La soluzione a questo problema si trova nell'uso del sensibilissimo Green Bank Telescope, e sapere dove puntarlo. Usando le mappe ad infrarosso della Galassia Andromeda, ottenute dallo Spitzer Space Telescope, gli scienziati del NRAO hanno selezionato quelle regioni di formazione stellare attuale dove i maser avvengono naturalmente. Tra le 206 regioni indagate sono state selezionate 5 regioni ricche di acqua che emettono maser che possono essere usati per la misurazione del moto proprio. Sjouwerman ed i suoi collaboratori hanno anch'essi rilevato il primo maser in zone ricche di metanolo durante un'indagine sull'anello di formazione stellare della galassia Andromeda.

Gli astronomi si aspettano di vedere 3 diversi tipi di moto proprio nella Galassia Andromeda: (1) il moto proprio della galassia come intero attraverso il piano del cielo; (2) la rotazione in tempo reale della galassia, misurazione questa che può a sua volta fornire una misurazione della distanza geometrica, e (3) un espansione apparente della galassia nel cielo man mano che si avvicina a noi, misurazione questa che può fornire un'ulteriore misurazione indipendente della distanza geometrica. Inoltre, una volta che la velocità 3D della galassia Andromeda sarà conosciuta, non solo possiamo rispondere alla domanda iniziale circa la collisione con la nostra galassia, ma potremmo anche studiare la massa totale e la distribuzione della materia oscura nel Gruppo Locale di galassia, che è la chiave verso una migliore comprensione dell'evoluzione galattica e cosmologica.

Un programma di osservazione per misurare il moto proprio dei maser di acqua nella Galassia Andromeda, in collaborazione con Andreas Brunthaler e Mark Reid, è attualmente in atto. Ci aspettiamo di conoscere la rotazione propria ed il moto proprio della galassia Andromeda dopo circa 3 anni di osservazioni. La misurazione dell'espansione apparente richiederà più di 1 decennio.

https://science.nrao.edu/enews/4.10/index.shtml#1

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