Vorrei qualche informazione sulla dinamica della nostra galassia. In particolare, cosa si intende per rotazione differenziale?

Il fenomeno
della rotazione differenziale ci riporta alle (fondamentali) scoperte
compiute dall’astronomia intorno agli anni ’20, ovvero, alla scoperta
dell’olandese Jan H.Oort e dello svedese Bertil Lindblad della rotazione
della Galassia. Precisamente, essi scoprirono come la Galassia dovesse
ruotare intorno ad un centro, localizzato ad una distanza dalla Terra
di circa 10 kpc (“kiloparsec”, dove 1 parsec corrisponde a 3.26 anni luce),
nella direzione della costellazione del Sagittario; pochi anni prima,
Harlow Shapley aveva scoperto, analizzando le stelle variabili RR-Lyrae
presenti in essi, come gli ammassi globulari della Galassia si disponessero
spazialmente in maniera simmetrica intorno ad un centro; tale centro veniva
a coincidere proprio con il centro di rotazione ora individuato da Oort
e Shapley. Oort pervenne alla determinazione del centro di rotazione,
dall’accurata analisi dei moti delle stelle di alta velocita’ relativa
al Sole (stelle che oggi chiameremmo di ‘popolazione II’, ovvero, vecchie
e poco abbondanti in elementi pesanti), e – appunto – sfruttando il fenomeno
della ‘rotazione differenziale’, ovvero il fatto che la velocita’ di rotazione
osservata dovesse variare con la distanza del punto di osservazione (in
questo caso, la Terra) dall’asse generale del moto rotatorio (ad esempio,
la velocita’ circolare diminuisce con il crescere della distanza dal centro).
Dal punto di vista osservativo, la possibilita’ di riconoscere una variazione
della velocita’ circolare con la distanza dal centro, deriva dal fatto
che vi e’ una classe di stelle (stelle O, B, variabili cefeidi) che essendo
molto luminose si possono osservare anche a notevole distanza. Lindlad
giunse negli stessi anni alla stessa conclusione, pero’ attraverso considerazioni
di carattere dinamico basate su risultati statistici relativi alle cosiddette
‘correnti stellari’ (gruppi di stelle con velocita’ e direzioni di moto
simili).

E’ interessante
constatare come il modello galattico che derivo’ da queste scoperte rimane
sostanzialmente valido ancora oggi, pur con modifiche e perfezionamenti
via via apportati dal confronto del modello con la crescente mole di dati
osservativi disponibili. Gran parte delle stelle, specie quelle piu’ luminose,
si distribuiscono entro un grande ‘disco’ avente raggio di circa 15 Kpc
ed uno spessore di appena 300 pc, a formare il ‘piano galattico’, sul
quale e’ anche il nostro Sole, a circa 2/3 della distanza tra il centro
e il bordo. Tale disco e’ immerso in un grande ‘alone’ concentrico, di
forma approssimativamente sferica, formato dagli ammassi globulari e da
stelle isolate. Le due strutture si differenziano, oltre che per le caratteristiche
delle stelle di cui sono formate, anche per il comportamento dinamico:
infatti, possiamo dire che l’alone non partecipa, di per se’, alla rotazione,
essendo le eccentricita’ e gli orientamenti delle orbite delle stelle
che ne fanno parte, essenzialmente distribuite ‘a caso’, di moto che la
media dei loro moti non presenta componenti significative. Al contrario,
le stelle del disco presentano orbite quasi circolari e complanari, tali
che la loro velocita’ media in ogni punto e’ assai simile a quella che
avrebbero se si muovessero di un puro moto circolare, per effetto del
campo gravitazionale generato da tutte le masse del sistema ‘Galassia’
presenti all’interno delle rispettive orbite In questo contesto, risulta
allora che, nella zona dove si trova il Sole, il moto circolare e’ diretto
verso Cygnus, ha il valore di circa 230 Km/sec, che porta a stimare il
periodo di rotazione in 225 milioni di anni (dunque, questo e’ il tempo
necessario perche’ il Sole compia una intera.orbita galattica).