Astronomer som använder Europeiska rymdorganisationens Gaia-teleskop har upptäckt en kolossal våg som sprider sig genom Vintergatsgatan, och påverkar stjärnor tiotusentals ljusår bort. Denna böljande rörelse, synlig i galaxens skiva, liknar krusningar i en damm och involverar både stjärnornas positioner och rörelser. Ursprunget till detta fenomen är okänt, även om det kan härröra från en tidigare galaktisk kollision.
Vintergatan, vår hemgalax som sträcker sig över cirka 100 000 ljusår, är inte en statisk struktur utan en i ständig rörelse. I årtionden har forskare observerat dess rotation runt kärnan och en krökning av dess skiva, som först noterades på 1950-talet. Mer nyligen, 2020, avslöjade Gaia-data att denna krokiga skiva oscillerar som en snurrande topp.
Nu har en ny analys ledd av Eloisa Poggio, astronom vid Italiens Istituto Nazionale di Astrofisica, identifierat en enorm våg som reser utåt från galaxens centrum. Denna 'stora våg' påverkar stjärnor belägna 30 000 till 65 000 ljusår från centrum, och spänner över stora yttre regioner av skivan.
Gaias precisa 3D-mätningar av stjärnpositioner och rörelser — som spårar rörelse mot och från jorden, samt över himlen — möjliggjorde skapandet av detaljerade top-down- och sidovy-kartor. I dessa vyer visar röda områden stjärnor ovanför den krokiga planet, medan blått indikerar de under, och illustrerar vågens mönster.
«Det som gör detta ännu mer övertygande är vår förmåga, tack vare Gaia, att också mäta stjärnornas rörelser inom galaxens skiva», säger Poggio.
Stjärnornas vertikala rörelser, avbildade med vita pilar i Gaias visualiseringar, skiftar sidledes i förhållande till deras positioner, vilket bekräftar vågliknande beteende. Poggio jämför det med en stadionvåg: vissa stjärnor är vid toppen (stående upprätt, i rött), medan andra stiger precis framför (längsta uppåtpilar).
Teamet studerade unga jätte stjärnor och cepheider, som varierar förutsägbart i ljusstyrka, vilket tillåter observationer över stora avstånd. Dessa stjärnor rör sig med vågen, vilket tyder på att interstellärt gas också kan delta, och präglar en 'minne' i nybildade stjärnor.
Vågens orsak är osäker; en tidigare kollision med en dvärg galax är en hypotes. Den kan kopplas till den mindre Radcliffe-vågen, cirka 500 ljusår från solen och 9 000 ljusår lång, men deras relation är oklar.
«Den kommande fjärde datatillfället från Gaia kommer att inkludera ännu bättre positioner och rörelser för Vintergatsstjärnor», noterar ESA:s Gaia-projektforskare Johannes Sahlmann, och lovar förfinade kartor och djupare insikter i galaxens dynamik.