Come si muovono le stelle della Galassia

Quando abbiamo parlato del Sole, della Luna e dei pianeti, abbiamo detto che essi si spostano rispetto alle stelle, che possiamo considerare fisse. Gli astronomi, però, hanno scoperto che alcune stelle si muovono, anche se di pochissimo; sono necessari alcuni decenni per poterne rivelare un piccolo spostamento sulla volta celeste.
Attenzione però ! Occorre distinguere tra il moto apparente e quello vero. In realtà, infatti, tutte le stelle si muovono rispetto al Sole, non solo alcune. Inoltre lo fanno molto rapidamente, a migliaia e migliaia di chilometri l'ora, ma la loro enorme distanza ci fa sembrare il loro moto estremamente lento.

Come abbiamo visto, la nostra Galassia è un insieme di circa 100 miliardi di stelle, distribuite per la maggior parte nel disco e nell'alone. Il disco ha un diametro di oltre 100mila anni luce: questo insieme di stelle non è statico ma, come ogni disco che si rispetti, ruota attorno ad un asse passante per il centro della Galassia, mentre l'alone resta relativamente statico.

Questo complesso insieme è composto di tantissime stelle e nubi di gas, esattamente come un gas è composto di moltissimi atomi. Come il gas, anche la Galassia si può considerare come una specie di "fluido". Per questo motivo, essa non ruota in maniera rigida, ma in maniera differenziale, esattamente come il caffè che viene mescolato dentro una tazzina: ogni punto del fluido ruota con velocità differente, quindi si sposta anche rispetto agli altri punti.
Immagina alcuni ciclisti che affrontano una curva: le loro velocità in curva saranno diverse, quindi alcuni resteranno indietro rispetto agli altri. Lo stesso accade con le stelle: le stelle più esterne della Galassia ruotano con minore velocità e "restano indietro" rispetto a quelle interne, quindi le stelle sembrano muoversi l'una rispetto all'altra.

Anche il Sole ruota attorno al centro della Galassia, impiegando ben 260 milioni di anni per fare un giro completo. Sembrerebbe una rotazione lentissima, invece la nostra stella si muove ad una velocità vertiginosa: 800.000 chilometri l'ora !

Come mai la Galassia ruota ? Per capirlo, bisogna andare indietro nel tempo di alcuni miliardi di anni, quando essa si è formata. Prima di quel momento, la Galassia era una gigantesca nube di gas, molto fredda ed espansa. Pian piano, in decine o centinaia di milioni di anni, essa si è contratta sotto l'azione della propria forza di gravità, esattamente come si contraggono le nubi dalle quali si formano le stelle.
Durante la contrazione, una parte della nube si è appiattita sotto il proprio peso, assumendo la forma di un disco. La nube originaria ruotava molto lentamente, ma contraendosi la rotazione ha accelerato sempre più. Infatti, come abbiamo visto in un livello precedente, l'energia di un moto di rotazione è proporzionale alla velocità di rotazione e al quadrato del raggio del corpo. Questa energia si conserva, perciò se le dimensioni della Galassia diminuiscono, la sua velocità di rotazione deve aumentare.

A sua volta, il disco si è frammentato in nubi più piccole, ciascuna delle quali è collassata su se stessa, formando stelle ed ammassi stellari. Le stelle e le nubi di gas rimaste hanno continuato a ruotare come le nubi dalle quali si sono formati.

I bracci a spirale della Galassia rappresentano una specie di "ingorgo stellare". Supponi di osservare dall'alto i lavori in corso su una strada. Le automobili che attraversano la zona dei lavori sono costrette a rallentare, avvicinandosi tra loro. Man mano che la strada viene riparata, la zona dei lavori si sposta, e sembra che l'ingorgo di automobili si sposti con essa. In realtà le auto sono molto più veloci, e l'ingorgo è fatto in ogni istante di macchine diverse.
Allo stesso modo, nei bracci di spirale le stelle e il gas sono costretti a rallentare la loro rotazione, concentrandosi in quella zona. Man mano che procede la rotazione, sempre nuove stelle entrano nel braccio e ne escono: le braccia a spirale non sono dunque statiche. Il gas che si accumula forma sempre nuove stelle: è questo il motivo per il quale la maggior parte degli astri giovani, caldi e luminosi si trovano concentrate qui.

La Galassia è enorme, ma l'universo non finisce certo ai confini della Via Lattea ! Gli astronomi se ne sono accorti con stupore negli anni '20. Fino ad allora si conoscevano molte nebulose, cioè sorgenti diffuse di luce dall'aspetto gassoso. Si pensava che si trattasse di nubi di gas interne alla Galassia, che emettevano luce perché riscaldate da stelle. In seguito, misurandone la distanza con alcuni degli indicatori che abbiamo visto, si accorsero che alcune nebulose non potevano far parte della Galassia, ma dovevano essere molto più lontane.
Si trattava infatti di altre galassie come la nostra, insiemi enormi di stelle posti a distanze così grandi da assumere l'aspetto di deboli nebulose: per vedere queste cose più da vicino, però è meglio passare ad un altro livello.