Una parte consistente della materia ordinaria che forma la nostra galassia è finora sfuggita all'osservazione degli astronomi. Alcune recenti rilevazioni del telescopio spaziale Hubble nella regione della Grande Nube di Magellano indicano che questa massa formi un'enorme alone gassoso attorno alla Via Lattea
Le galassie giganti come la Via Lattea e Andromeda sono costituite principalmente dall'esotica materia oscura. Ma anche la materia ordinaria della nostra galassia rappresenta un enigma perché la maggior parte di essa non si trova ed è ancora sconosciuta agli scienziati. Ora, però, setacciando una regione periferica della Via Lattea, gli astronomi hanno potuto stimare la quantità di gas che circonda il brillante disco della nostra galassia, scoprendo che questo materiale supera tutto il gas e la polvere interstellare nella nostra regione della Via Lattea.
Le misurazioni della radiazione cosmica di fondo – il bagliore residuo del big bang - indicano che un sesto di tutta la materia nell'universo è ordinaria, o barionica, e contiene protoni e neutroni ("barioni"), proprio come le stelle, i pianeti e le persone. Sulla base del movimento di oggetti distanti che orbitano intorno alla Via Lattea, gli astronomi stimano che la nostra galassia sia circa mille miliardi di volte più massiccia del Sole. Se cinque sesti di questo materiale è materia oscura, allora la massa di questa sostanza esotica nella nostra galassia è pari a 830 miliardi di masse solari; la materia barionica dovrebbe dunque spiegare i restanti 170 miliardi.
Il problema è che tutte le stelle note della nostra galassia e la materia interstellare arrivano ad appena 60 miliardi di masse solari circa: 50 miliardi attribuibili alle stelle e 10 miliardi ai gas e alle polveri interstellari. (La Via Lattea ha più di 100 miliardi di stelle, ma la maggior parte di esse sono più piccole del Sole.) E questo lascia un enorme buco di 110 miliardi di masse solari di materiale ordinario mancante. Se la Via Lattea è ancora più massiccia di quanto attualmente stimato, il problema dei barioni mancanti peggiora, e lo stesso enigma affligge anche altre galassie giganti.
Dove sono i barioni mancanti? Forse in un alone di gas diffuso attorno alla Via Lattea. I satelliti a raggi X hanno rilevato nella nostra galassia atomi di ossigeno che hanno perso la maggior parte dei loro otto elettroni, segno che si trovano in ammassi di gas milioni di gradi più caldi della superficie del Sole. Ma dal momento che non sappiamo quanto distano da noi questi atomi “fritti” di ossigeno, non possiamo valutare con precisione le dimensioni di questa componente della galassia. Se sono abbastanza vicini al disco, questo “mezzo circumgalattico" non è molto esteso, e quindi non conta molto. Ma se sono lontani, diffusi in un gigantesco alone, questo materiale gassoso potrebbe superare per massa tutte le stelle della galassia, fornendo carburante per la formazione stellare per miliardi di anni a venire.
Fortunatamente per gli astronomi, la Via Lattea è così possente da governare uno stuolo di galassie più piccole che le ruotano attorno come le lune orbitano attorno a un pianeta. La galassia satellite più splendente è la Grande Nube di Magellano, a 160.000 anni luce dalla Terra. Come tutti gli altri satelliti galattici, si muove intorno alla Via Lattea, ma a differenza della maggior parte dei suoi simili è ricca di gas, che le viene strappato quando si scontra con il gas dell'alone. La quantità di gas persa dipende dalla velocità con cui questo nostro vicino si muove e dalla densità del gas dell'alone. E partendo da questa densità si può stimare la massa del gas dell'alone.
Recentemente, il telescopio spaziale Hubble ha misurato la velocità della galassia. Questo ha permesso agli astronomi Munier Salem (della Columbia University), Gurtina Besla (della Università dell'Arizona) e ai loro colleghi di studiare il gas strappato e stimare che la densità del gas dell'alone della Via Lattea nei pressi della Grande Nube di Magellano è 0,0001 atomi per centimetro cubo.
Non è molto – è circa 10.000 volte più rarefatto del gas interstellare all'interno del disco della Via Lattea disco - ma l'alone si estende per un volume enorme. In uno studio inviato per la pubblicazione a “The Astrophysical Journal”, gli astronomi ipotizzano che la densità del gas diminuisca con la distanza dal centro della Via Lattea, e calcolano che il gas ammonti a 26 miliardi di masse solari, circa la metà della massa di tutte le stelle della Via Lattea. Matthew Miller, uno specializzando all'Università del Michigan che sta completando la sua tesi sul mezzo circumgalattico, dice che questo valore corrisponde alle stime precedenti, ma si basa su una misurazione più diretta della densità.
Tuttavia, la massa dell'alone di gas appena calcolata costituisce solo il 15 per cento dei contenuto barionico atteso per la Via Lattea. Besla dice che la quantità reale del gas dell'alone è probabilmente maggiore perché la sua densità può diminuire con la distanza in misura minore di quanto presupposto dai modelli standard. Miller sospetta che barioni mancanti potrebbero non trovarsi affatto nella Via Lattea, non essendo mai ricaduti nella nostra galassia insieme alla materia oscura, nel qual caso sarebbero alla deriva nel vasto spazio tra le galassie giganti.
Besla prevede che in futuro si potranno fare misurazioni migliori. Un'altra galassia ricca di gas - la Piccola Nube di Magellano, a 200.000 anni luce dalla Terra – orbita attorno alla Grande Nube di Magellano. La loro danza ha fatto fluire il gas in un fiume lungo più di mezzo milione di anni luce. La maggior parte di questa Corrente di Magellano si estende ben oltre la Grande Nube di Magellano e quindi – dice Besla - dovrebbe permettere di sondare la densità del gas dell'alone anche altrove, permettendo un'ulteriore definizione della massa del mezzo circumgalattico.
In effetti, gli astronomi della Terra sono fortunati: abitano una delle poche galassie giganti che vanta due galassie satelliti vicine e ricche di gas. "E 'incredibile quante informazioni ci offra questo sistema", afferma Besla. Tutti i satelliti che orbitano alle altre tipiche galassie giganti sono poveri di gas: gli eventuali astronomi di quelle galassie possono guardare i loro colleghi della Via Lattea con una certa invidia.
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