Astronomowie po raz pierwszy zarejestrowali faliste zakrzywienie naszej Galaktyki

Naukowcy z projektu Sloan Digital Sky Survey (SDSS) na 237. spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego zaprezentowali nowe spojrzenie na kształt naszej Galaktyki. Po raz pierwszy przedstawili go jako spiralny dysk z poprzecznym falującym zagięciem.

Tradycyjnie uważa się, że Droga Mleczna to płaski dysk obracający się wokół swojego centrum. Jednocześnie astronomowie wiedzą, że wiele galaktyk spiralnych – 50-70 proc. ogólnej liczby – ma w rzeczywistości lekkie załamanie, jak chipsy ziemniaczane lub płyta winylowa, która zbyt długo była na słońcu.

Ponieważ nie mamy możliwości spojrzenia na Drogę Mleczną z zewnątrz, do tej pory naukowcy nie byli w stanie stwierdzić, czy nasza Galaktyka ma podobne zakrzywienie.

Naukowcy z SDSS postanowili odnaleźć tę krzywiznę, dokładnie analizując położenie i ruch gwiazd w Drodze Mlecznej. Wyniki pokazały nie tylko, że dysk galaktyki jest zakrzywiony, ale także to, że krzywizna wokół galaktyki zmienia się co 440 milionów lat.

Wyobraźcie sobie, że jesteście na trybunach podczas meczu piłki nożnej i tłum zaczyna robić falę

– mówi jeden z autorów badania Xinlun Cheng, astronom z Uniwersytetu Wirginii, cytowany w komunikacie prasowym Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa.

„Wszystko, co robicie to wstajecie i siadacie, ale efekt jest taki, że fala przemieszcza się po stadionie. To samo dotyczy krzywizny galaktycznej – gwiazdy poruszają się tylko w górę i w dół, ale fala rozchodzi się po całej Galaktyce” – wyjaśnia.

W swoich badaniach naukowcy wykorzystali wysoce precyzyjny spektrograf w podczerwieni z obserwatorium APOGEE (Apache Point Galactic Evolution Experiment), będący częścią projektu SDSS. W ciągu dekady istnienia APOGEE obserwował ruchy setek tysięcy gwiazd w Drodze Mlecznej. Robi to poprzez zbieranie widm – pomiarów światła gwiazd rozszczepionych na składowe długości fal, tak jak pryzmat dzieli światło na tęczę kolorów.

Widma APOGEE dostarczają informacji o składzie chemicznym i ruchu poszczególnych gwiazd” – wyjaśnia kolejny autor badania dr Borja Anguiano z Uniwersytetu Wirginii. „Dzięki temu możemy podzielić je na grupy i oddzielnie śledzić krzywizny w ramach każdej grupy

– dodaje.

Jednak same widma nie wystarczą do oceny zgięcia – zauważają naukowcy. Śledzenie krzywizny galaktycznej wymaga niezwykle dokładnych pomiarów odległości gwiazd. Aby uzyskać te odległości, naukowcy skorzystali z danych z satelity Gaia Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), który oblicza odległości do milionów gwiazd, mierząc drobne wahania w przód i w tył w kierunku gwiazdy, gdy Ziemia i satelita krążą wokół Słońca.

Łącząc dane z APOGEE i satelity Gaia, naukowcy stworzyli kompletne mapy 3D gwiazd Drogi Mlecznej ze szczegółowymi informacjami o pozycji, prędkości i składzie chemicznym każdej z nich.

Z analizy wynika, że deformacja spowodowana falą przechodzącą przez Drogę Mleczną powoduje, że poszczególne gwiazdy poruszają się w górę i w dół w stosunku do płaszczyzny galaktyki. Badacze zmierzyli prędkość i zasięg tej fali, która – według naukowców – powstała w wyniku interakcji z galaktyką satelitarną. Deformacja, która jest falą grawitacyjną, nadal przemieszcza się przez Galaktykę, tworząc falę.

Nasz model zakłada, że około trzech miliardów lat temu miało miejsce spotkanie z galaktyką satelitarną. Dla astronomów galaktycznych jest to stosunkowo niedawne zdarzenie

– mówi Cheng.

Naukowcy szacują, że za około cztery miliardy lat Droga Mleczna zderzy się z inną galaktyką – Andromedą – ponownie zmieniając swój kształt.