La galassia di Andromeda

Allontanandoci dalla Via Lattea all’interno del Gruppo Locale, il primo oggetto galattico di dimensioni importanti che troviamo è la Galassia di Andromeda (M31 nel catalogo Messier).

La sua distanza – di circa 2,5 milioni di anni luce – combinata con la sua notevole luminosità, la rende l’oggetto più lontano visibile ad occhio nudo. Sotto un cielo poco inquinato si presenta infatti come una piccola macchia a forma di fuso allungata in senso nordest-sudovest, avente una magnitudine di circa +4,4.

Si tratta della galassia più estesa del Gruppo Locale (la seconda è la nostra) e alcune stime suggeriscono che possa ospitare fino a 1000 miliardi di stelle; nonostante ciò sembra che la Via Lattea sia più massiccia, poiché conterrebbe una maggior quantità di materia oscura. Tuttavia sia sulla massa che sul numero di stelle vi sono opinioni discordanti.

File:Andromeda Galaxy (with h-alpha).jpg

Le prime osservazioni della Galassia di Andromeda risalgono al X secolo, per opera di un astronomo persiano che la definì come <<una piccola nuvola celeste>>. Nel XVI secolo la galassia compare su alcune carte olandesi. Poi nel 1612 l’astronomo tedesco Simon Marius ne effettuò le prime osservazioni telescopiche.

Più di un secolo e mezzo dopo, nel 1781, Andromeda fu introdotta dal francese Charles Messier nel suo celebre catalogo di oggetti nebulari, con il numero 31. Tuttavia la sua natura, come quella di tutti gli oggetti poi chiamati “galassie” che vennero scoperti nel corso del XIX secolo, rimase a lungo un mistero.

Il primo ad avanzare un ipotesi concreta fu anche il primo ad avere, sebbene non gli fu riconosciuto per molto tempo, pienamente ragione. Parliamo di Immanuel Kant, filosofo tedesco che nel 1755 descrisse la galassia di Andromeda come un sistema di stelle, un “universo isola” tanto lontano che queste ultime non potevano essere risolte dai telescopi del tempo.

I tempi non erano però maturi perché venisse accettata un’ipotesi del genere, e infatti prevalse quella di Laplace (1798). Egli, che cercava una conferma sperimentale alla sua teoria sulla formazione del Sistema Solare, la trovò proprio in Andromeda: secondo lui infatti la galassia era in realtà una nebulosa in fase di contrazione nel cui centro si sarebbe accesa una stella e le cui zone più esterne sarebbero diventate i futuri pianeti. Proprio per questo – secondo l’ipotesi di Laplace – non erano individuabili stelle in Andromeda: perché non ve ne erano affatto, non perché fosse troppo lontana.

Durante tutto l’800 non venne fatto nessun progresso nella comprensione della natura delle tante “nuvolette celesti” che in quel periodo vennero scoperte ma in nessun caso risolte in stelle. Anzi, verso la fine del secolo parvero addirittura arrivare delle conferme alla teoria di Laplace.

Nonostante ciò, i sostenitori dell’ipotesi di Kant non mancavano e tornarono alla ribalta quando, nel 1885, nella nebulosa di Andromeda venne scoperta una nova. Questo fatto sembrava appoggiare in pieno la teoria kantiana, per due ragioni fondamentali:

1 – Non è possibile che all’interno di un sistema stellare in formazione esploda una nova, cosa che invece può benissimo succedere accettando la natura di “universo isola” proposta da Kant;

2 – La nova scoperta in Andromeda era di gran lunga la meno luminosa mai vista prima d’allora. Questo suggeriva che si trovasse ad una distanza molto maggiore: un altro punto a favore della teoria kantiana.

Sebbene plausibili, queste affermazioni erano facilmente confutabili, in particolar modo, venne osservato che il fatto che la nova fosse apparsa nella nebulosa non implicava che essa fosse realmente dentro di essa: poteva benissimo trovarsi ad una distanza minore e nella direzione della nebulosa per puro caso.

Così a partire dal 1917 l’astronomo americano Heber Doust Curtis, accanito sostenitore della teoria kantiana, effettuò una serie di osservazioni della nebulosa di Andromeda e, sebbene debolissime, vi trovò decine di altre novae. A quel punto non era più accettabile l’affermazione che si trovassero tutte nella stessa direzione soltanto per puro caso: era evidente che fossero realmente all’interno di Andromeda.

Queste scoperte scatenarono nel 1920 un acceso dibattito fra Curtis e Harlow Shapley, uno dei più eminenti astronomi dell’epoca. Sebbene si pensasse che quest’ultimo avrebbe facilmente avuto la meglio, le novae scoperte da Curtis si rivelarono una prova molto più convincente del previsto e il dibattito si concluse con un sostanziale pareggio. Per risolvere definitivamente il problema della natura di Andromeda occorreva dunque una prova decisiva, e questa si poteva trovare nel calcolo della sua distanza.

Nel 1924 Edwin P.Hubble, servendosi del nuovo telescopio di Mount Wilson da 254 cm di diametro (allora il più grande del mondo) riuscì finalmente a risolvere in stelle alcune regioni della nebulosa di Andromeda; e così la teoria del sistema stellare in formazione fu definitivamente smontata. Ma la vera sorpresa doveva ancora arrivare: Hubble scoprì in Andromeda decine di novae e, soprattutto, decine di Cefeidi; nell’ipotesi (peraltro molto ragionevole) che le Cefeidi della nebulosa di Andromeda si comportassero come quelle di casa nostra si aveva finalmente a disposizione un metodo, seppure approssimativo, per il calcolo della distanza. Essa venne stimata in 700.000/1.000.000 di anni-luce, un numero immenso che decretò la vittoria totale della teoria kantiana e il passaggio definitivo della “nebulosa” di Andromeda a “galassia” di Andromeda.

Come se non bastasse, il metodo delle Cefeidi per il calcolo della distanza si rivelò sbagliato e successivamente, dopo le opportune correzioni, si scoprì che la distanza calcolata per Andromeda era addirittura sottostimata: così essa fu riposizionata a 2.300.000 anni-luce, valore tutt’oggi accettato.

Un fatto curioso è che il tempo impiegato dalla luce per percorrere la distanza fra la galassia di Andromeda e la Terra (appunto 2,3 milioni di anni) è molto simile al tempo trascorso da quando è apparso il nostro antenato diretto più antico, l’Homo Habilis. Questo può far riflettere sull’immensità di una simile distanza: la luce, che è in grado di fare oltre 7 giri del mondo in un solo secondo, impiega per percorrerla un intervallo di tempo nel quale si è svolta l’intera storia dell’uomo.

La galassia di Andromeda è resa un oggetto di studio particolarmente interessante anche da una scoperta relativamente recente: molto probabilmente, in un futuro remoto essa si scontrerà con la Via Lattea. Durante la collisione, prevista fra 4 miliardi di anni, quasi certamente non si verificheranno scontri fra stelle a causa dell’enorme distanza che le separa in rapporto alle loro dimensioni; nonostante ciò, si assisterà alla fusione fra le due galassie per via delle interazioni gravitazionali.

Non è certo che la collisione avverrà veramente perché non è possibile definire con precisione il moto relativo delle due galassie. In ogni caso non c’è da preoccuparsi: già prima che fra quattro miliardi di anni ogni forma di vita sulla Terra sarà estinta a causa dell’incremento delle radiazioni emesse dal Sole, a prescindere dall’avvicinamento della galassia di Andromeda.

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