La Galassia nella quale viviamo, nota anche semplicemente come Via Lattea, è un sistema molto appiattito che contiene almeno 200 miliardi di stelle (recenti stime arrivano addirittura a raddoppiare tale numero) oltre a un numero elevato di ammassi, nebulose e formazioni scure che ci impediscono di vedere, almeno in ottico, la maggior parte della struttura di questa immensa isola stellare. Praticamente tutti i celebri oggetti di Messier — che non siano altre galassie, ovviamente — appartengono alla Via Lattea (le uniche eccezioni sono costituite da M54 ed M79, due globulari appartenenti rispettivamente alla Nana del Sagittario e ciò che resta della Nana del Cane Maggiore scoperta solo recentemente).
Come galassia Via Lattea è indubbiamente gigante: ha un diametro di 100.000 anni luce e una massa totale compresa tra 750 e 1000 miliardi di masse solari; si deve infatti tenere presente che la maggior parte della materia da cui è composta non è osservabile direttamente (materia oscura) ed è deducibile solo dall'equilibrio gravitazionale raggiunto dal sistema. Le osservazioni radio, alla cui lunghezza tipica di 21 cm persino le nubi più dense diventano trasparenti, hanno permesso si stabilire con ragionevole certezza che si tratta di una spirale barrata tipo SBbc, ossia di tipo intermedio tra le Sb, che presentano un bulge ben pronunciato, e le Sc che mostrano bracci molto sviluppati. È stata dunque ravvisata una certa somiglianza con alcuni noti oggetti di Messier, fra cui M61 nella Virgo, M83 nell'Idra o M109 nell'Orsa Maggiore.
Via Lattea appartiene al Gruppo Locale, un piccolo ammasso di una 30-ina di galassie per lo più nane di cui, dopo la Nebulosa di Andromeda, è certamente il membro più cospicuo; alcune di queste galassiette sono però semplici satelliti della nostra: le Nubi di Magellano sono l'esempio più noto, ma ve ne sono anche di minori e di più vicine fra cui la sunnominata Nana del Sagittario.
Il disco galattico è ricco di materia interstellare, nubi di gas da cui nascono continuamente nuove stelle, polveri, nonché i prodotti di questa genesi stellare, ossia gli ammassi aperti e le associazioni. Salvo casi eccezionali troviamo qui le stelle di Popolazione I, quelle cioè di seconda generazione che hanno riciclato i materiali espulsi da stelle precedenti e che come tali sono ricche di metalli (con questo termine s'intendono tutti gli elementi più pesanti dell'elio). Nel bulge sono invece presenti stelle vecchie, quelle cosiddette di Popolazione II o di prima generazione e quindi molto povere di metalli; sempre costituiti da questa tipologia di stelle sono gli ammassi globulari confinati, assieme a un imprecisato numero di stelle vaganti, in una sorta di alone che avvolge il bulge. Le stelle che costituiscono i globulari sono le più vecchie che si conoscono e hanno un'età comparabile a quella dell'universo (13.7 miliardi di anni, secondo le ultime stime). Gli ammassi globulari sono relativamente pochi nella galassia: se ne conoscono 150, ma il loro numero non è probabilmente superiore alle 200 unità.
Il Sistema Solare è situato a soli 20 anni luce "al di sopra" del piano equatoriale della Galassia e a circa 28000 anni luce dal centro. Essendo quindi immerso nella parte più densa della struttura non sorprende che osservando in direzione di questo piano si noti un addensamento di stelle che, seppur frammezzato da polveri, compie un giro completo del cielo: è Via Lattea propriamente detta che siamo soliti contemplare durante le notti estive; è in pratica l'oggetto deepsky più vasto che si conosce!
Il bulge centrale è esteso 5 o 6 mila anni luce, ma trattandosi di una barra è probabile che il rapporto delle dimensioni sia di 2 a 1, con l'asse maggiore che forma un angolo di 40 gradi con la congiungente Sole-Centro. Proprio al centro del sistema si suppone vi sia un grosso buco nero e del resto questa sembra oramai una caratteristica comune a tutte le galassie giganti. I buchi neri, per definizione, non si possono vedere, però si possono osservare gli enormi scompigli che generano sulla materia circostante quando viene inghiottita, causando violenti moti vorticosi che ne provocano un forte riscaldamento. Prima di cadere sul buco questa materia emette dunque onde elettromagnetiche, ma siccome il centro galattico è oscurato dalle polveri, è possibile andarci a sbirciare solo nell'infrarosso, o meglio, nelle onde radio. È appunto grazie a queste osservazioni che è stata rilevata la radiosorgente nota come Sagittarius A situata al centro della Galassia (per qualche ulteriore informazione sul Centro Galattico clicca qui).
Dal bulge si dipartono i bracci spirale che secondo la teoria di Lin e Shu, formulata oltre 40 anni fa, sarebbero stati generati da onde di densità prodotte da perturbazioni del campo gravitazionale che si propagano tangenzialmente al disco con velocità angolare costante, inferiore a quella della materia presente nel disco stesso. In pratica, questa teoria soppiantava quella precedente che pretendeva di spiegare la struttura spirale semplicemente derivandola da una rotazione differenziale della galassia; se da un lato è vero che la materia presente nel disco segue orbite kepleriane — con periodo, quindi, tanto più lungo quanto più è distante dal centro — è però anche vero che il rapporto temporale tra l'età tipica di una galassia e la sua rotazione media è piuttosto elevato. In altri termini, se una stella come il Sole alla distanza di 28000 anni luce dal centro compie una rivoluzione completa attorno al centro galattico in circa 200 milioni di anni, mentre l'età stessa della galassia è dell'ordine dei 10 miliardi di anni, significa che dal tempo della sua formazione le stelle situate alla distanza del Sistema Solare hanno percorso la loro orbita almeno 50 volte; quelle alla distanza doppia, situate all'estremità remota del disco, con un periodo di oltre mezzo miliardo di anni l'avrebbero percorsa circa 18 volte; ma le stelle interne che si trovano alla metà di tale distanza, avendo un periodo di soli 35 milioni di anni, avrebbero fatto il giro ben 285 volte (per non parlare di quelle ancora più vicine al bulge!). Il risultato a questo punto è ovvio: dal tempo della sua formazione i bracci si sarebbero totalmente raggomitolati su se stessi divenendo irriconoscibili.
Le onde di densità interessano prevalentemente il gas e le polveri presenti nel disco che vengono così periodicamente compressi andando a formare quelle nebulose galattiche da cui avranno successivamente origine nuove stelle. Pertanto, il fatto che i bracci siano spesso così evidenti non è perché contengono molta più massa rispetto al resto del disco, ma semplicemente perché qui sono presenti giovani stelle molto brillanti. Volendo allora tracciare una scala cronologica relativa a queste prime fasi di formazione stellare, noteremo innanzitutto quelle spettacolari nubi a emissione che in fotografia appaiono essenzialmente rosse (come la Nebulosa di Orione, la Laguna o la Rosetta); dopodiché avranno luogo le nubi bluastre a emissione abbinate ad associazioni di giovani stelle blu (ad esempio M 78 o NGC 1973-77, quel complesso nebulare situato subito a nord di M42); successivamente osserveremo i resti di supernovae di tipo II lasciati dalle prime stelle massicce esplose violentemente dopo soli pochi milioni di anni dalla loro accensione (come la Crab Nebula) e infine gli ammassi aperti formati da stelle ancora relativamente giovani, il cui esempio più significativo è rappresentato dalle Pleiadi.
William Herschel I bracci spirale prendono usualmente il nome dalle costellazioni dove la maggior parte di esse sono apparentemente situate. D'altra parte in ottico non è possibile osservarne lo sviluppo, perché bisogna fare i conti con le spesse nubi di polvere che come una fitta nebbia ci impediscono di vedere al di là di poche migliaia di anni luce nel piano della Galassia. I primi tentativi di determinare la forma della galassia risalgono al 1781 grazie all'opera instancabile di W. Herschel (e si poteva forse dubitarne?) quando con un modesto telescopio di 18 cm intraprese l'arduo compito di contare le stelle in piccole zone di cielo opportunamente selezionate (fu durante una di queste sessioni che scoprì casualmente il pianeta Urano); il grande astronomo tedesco giunse alla conclusione che la Galassia era un sistema appiattito, con uno spessore pari a 1/6 delle dimensioni e il Sole situato nei pressi del centro. Le osservazioni di Herschel sono state poi perfezionate, ma prima dell'avvento della radioastronomia non era possibile studiarne i bracci andando oltre quei tre tronconi appartenenti rispettivamente al Braccio di Perseus, il più esterno, quello locale, ov'è situato il Sistema Solare noto come Braccio di Orione — anche se monco! — e quello interno del Sagittario. Praticamente tutti gli oggetti del cielo profondo appartenenti alla nostra Galassia osservati e fotografati dagli astrofili di tutto il mondo si trovano in questi tre tronconi. Fanno eccezione gli ammassi globulari che, come abbiamo visto, risiedono nell'alone ed essendo quindi situati all'esterno del piano si possono osservare anche a distanze molto maggiori.
Schizzo della Via Lattea Quale sarà il destino della nostra Galassia? Pare accertato che fra circa 3 miliardi di anni avrà un incontro ravvicinato con la Nebulosa di Andromeda, un evento che quasi certamente porterà a una fusione tra le due. Da questo...gemellaggio coatto uscirà molto probabilmente un'unica galassia ellittica supergigante, dal momento che i sistemi di bracci saranno distrutti. Non avremo comunque modo di assistere al grande evento: la Terra sarà già da tempo disabitata in quanto l'evoluzione stellare prevede che il Sole, tra 1 e 2 miliardi di anni, sarà diventato talmente caldo da rendere impossibile la vita sul nostro pianeta. Tuttavia, anche ammesso che vi possano essere futuri testimoni, magari soltanto a livello batterico, il Sistema Solare non verrebbe minimamente influenzato da questa fusione, poiché ricordiamoci che le galassie, per quanto spettacolari, sono essenzialmente fatte di vuoto: le distanze interstellari sono infatti talmente vaste che è virtualmente impossibile che 2 stelle si scontrino. A livello locale tutto rimarrebbe quindi esattamente come prima. Certo, non si vedrà più in cielo la Nebulosa di Andromeda, ma fra 3 miliardi di anni il cielo stellato sarà totalmente diverso e affatto irriconoscibile!
Qui sotto pubblichiamo una tabella degli oggetti Messier appartenenti ai tre bracci principali della Galassia:
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BRACCIO DI PERSEO | ||||||||||
| M | NGC | cost. | tipologia | dist. (ly) | M | NGC | cost. | tipologia | dist. (ly) | |
| 1 | 1952 | Tau | resto supern. | 6300 | 38 | 1912 | Aur | amm. aperto | 4200 | |
| 36 | 1960 | Aur | amm. aperto | 4100 | 52 | 7654 | Cas | amm. aperto | 5000 | |
| 37 | 2099 | Aur | amm. aperto | 4400 | 103 | 581 | Cas | amm. aperto | 8000 | |
BRACCIO DI ORIONE | ||||||||||
| M | NGC | cost. | tipologia | dist. (ly) | M | NGC | cost. | tipologia | dist. (ly) | |
| 6 | 6405 | Sco | amm. aperto | 2000 | 43 | 1982 | Ori | neb. emiss. | 1600 | |
| 7 | 6475 | Sco | amm. aperto | 800 | 44 | 2632 | Cnc | amm. aperto | 577 | |
| 23 | 6494 | Sgr | amm. aperto | 2150 | 45 | — | Tau | amm. aperto | 380 | |
| 25 | IC 4725 | Sgr | amm. aperto | 2000 | 46 | 2437 | Pup | amm. aperto | 5400 | |
| 27 | 6853 | Vul | neb. planet. | 1250 | 47 | 2422 | Pup | amm. aperto | 1600 | |
| 29 | 6913 | Cyg | amm. aperto | 4000 | 48 | 2548 | Cnc | amm. aperto | 1500 | |
| 34 | 1039 | Per | amm. aperto | 1400 | 50 | 2323 | Mon | amm. aperto | 3000 | |
| 35 | 2168 | Gem | amm. aperto | 2800 | 57 | 6720 | Lyr | neb. planet. | 2300 | |
| 39 | 7092 | Cyg | amm. aperto | 825 | 67 | 2682 | Cnc | amm. aperto | 2700 | |
| 40 | — | UMa | doppia | 510 | 76 | 650-1 | Per | neb. planet. | 3400 | |
| 41 | 2287 | CMa | amm. aperto | 2300 | 78 | 2068 | Ori | neb. rifless. | 1600 | |
| 42 | 1976 | Ori | neb. emiss. | 1600 | 97 | 3587 | UMa | neb. planet. | 2600 | |
BRACCIO DEL SAGITTARIO | ||||||||||
| M | NGC | cost. | tipologia | dist. (ly) | M | NGC | cost. | tipologia | dist. (ly) | |
| 8 | 6523 | Sgr | neb emiss. | 5200 | 20 | 6514 | Sgr | neb emiss. | 5200 | |
| 11 | 6705 | Sct | amm. aperto | 6000 | 21 | 6531 | Sgr | amm. aperto | 4250 | |
| 16 | 6611 | Sgr | amm. + neb. | 7000 | 24 | IC 4715 | Sgr | nube stellare | ~10000 | |
| 17 | 6618 | Sgr | neb emiss. | 5000 | 24 | 6603 | Sgr | amm. aperto | 10000 | |
| 18 | 6613 | Sgr | amm. aperto | 4900 | 26 | 6694 | Sct | amm. aperto | 5000 | |