Mælkevejenes skævhed forårsaget af galaktisk kollision, Gaia foreslår

Astronomer har i årevis tænkt over, hvorfor vores galakse, Mælkevejen, er skæv. Data fra ESA's stjernekortlægningssatellit Gaia tyder på, at forvrængning kan være forårsaget af en igangværende kollision med en anden, mindre, galakse, som sender krusninger gennem den galaktiske skive som en sten kastet i vand.

Astronomer har vidst siden slutningen af ​​1950'erne, at Mælkevejens skive – hvor de fleste af dens hundreder af milliarder af stjerner befinder sig – ikke er flad, men noget buet opad på den ene side og nedad på den anden side. Årevis, de diskuterede, hvad der forårsagede denne warp. De foreslog forskellige teorier, herunder indflydelsen af ​​det intergalaktiske magnetfelt eller virkningerne af en mørk stof-halo, en stor mængde uset stof, der forventes at omgive galakser. Hvis en sådan glorie havde en uregelmæssig form, dens gravitationskraft kunne bøje den galaktiske skive.

Hurtigere end forventet

Med sin unikke undersøgelse af mere end én milliard stjerner i vores galakse, Gaia har måske nøglen til at løse dette mysterium. Et hold videnskabsmænd, der bruger data fra den anden Gaia-dataudgivelse, har nu bekræftet tidligere hints om, at denne warp ikke er statisk, men ændrer sin orientering over tid. Astronomer kalder dette fænomen for præcession, og det kan sammenlignes med slingren fra en snurretop, når dens akse roterer.

I øvrigt, hastigheden, hvormed warpen træder frem, er meget hurtigere end forventet - hurtigere end det intergalaktiske magnetfelt eller den mørke stof-halo ville tillade. Det tyder på, at kæden må være forårsaget af noget andet. Noget mere kraftfuldt - som en kollision med en anden galakse.

"Vi målte kædens hastighed ved at sammenligne dataene med vores modeller. Baseret på den opnåede hastighed, kædetråden ville fuldføre en rotation omkring Mælkevejens centrum på 600 til 700 millioner år, " siger Eloisa Poggio fra Torino Astrophysical Observatory, Italien, hvem er hovedforfatter af undersøgelsen, udgivet i Natur astronomi . "Det er meget hurtigere end hvad vi forventede baseret på forudsigelser fra andre modeller, såsom dem, der ser på virkningerne af den ikke-sfæriske glorie."

Gaias stjernekraft

Kædningens hastighed er, imidlertid, langsommere end den hastighed, hvormed stjernerne selv kredser om det galaktiske centrum. Solen, for eksempel, fuldfører en rotation på omkring 220 millioner år.

Sådanne indsigter var kun mulige takket være Gaia-missionens hidtil usete evne til at kortlægge vores galakse, Mælkevejen, i 3D, ved nøjagtigt at bestemme positioner af mere end en milliard stjerner på himlen og estimere deres afstand fra os. Det flyvende tallerkenlignende teleskop måler også de hastigheder, hvormed individuelle stjerner bevæger sig på himlen, giver astronomer mulighed for at 'afspille' filmen om Mælkevejens historie frem og tilbage i tiden over millioner af år.

"Det er som at have en bil og prøve at måle denne bils hastighed og kørselsretning over en meget kort periode, og derefter, baseret på disse værdier, forsøger at modellere bilens fortid og fremtidige bane, " siger Ronald Drimmel, en forskningsastronom ved Torino Astrophysical Observatory og medforfatter af papiret. "Hvis vi laver sådanne målinger for mange biler, vi kunne modellere trafikstrømmen. Tilsvarende ved at måle de tilsyneladende bevægelser af millioner af stjerner hen over himlen kan vi modellere processer i stor skala, såsom kædens bevægelse."

Skytten?

Astronomerne ved endnu ikke, hvilken galakse der kan forårsage krusningen, eller hvornår kollisionen startede. En af konkurrenterne er Skytten, en dværggalakse, der kredser om Mælkevejen, som menes at være sprunget gennem Mælkevejens galaktiske skive flere gange tidligere. Astronomer tror, ​​at Skytten gradvist vil blive absorberet af Mælkevejen, en proces, der allerede er i gang.

"Med Gaia, for første gang, vi har en stor mængde data om en enorm mængde stjerner, hvis bevægelse er målt så præcist, at vi kan prøve at forstå galaksens bevægelser i stor skala og modellere dens dannelseshistorie, " siger ESA's Gaia stedfortrædende projektforsker Jos de Bruijne. "Dette er noget unikt. Dette er virkelig Gaia-revolutionen."

Lige så imponerende som warpen og dens præcession fremstår på den galaktiske skala, forskerne forsikrer os om, at det ikke har nogen mærkbar effekt på livet på vores planet.

Langt nok

"Solen er i en afstand af 26.000 lysår fra det galaktiske centrum, hvor kædens amplitude er meget lille, " siger Eloisa. "Vores målinger var for det meste dedikeret til de ydre dele af den galaktiske skive, ud til 52.000 lysår fra det galaktiske centrum og videre."

Gaia har tidligere afsløret beviser på kollisioner mellem Mælkevejen og andre galakser i den nyere og fjerne fortid, som stadig kan observeres i store grupper af stjerners bevægelsesmønstre milliarder af år efter begivenhederne indtraf.

I mellemtiden satellitten, i øjeblikket i det sjette år af sin mission, bliver ved med at scanne himlen, og et europæisk konsortium har travlt med at behandle og analysere de data, der bliver ved med at strømme mod Jorden. Astronomer over hele verden ser frem til de næste to Gaia-dataudgivelser, planlagt til senere i 2020 og i anden halvdel af 2021, henholdsvis, at tackle yderligere mysterier i den galakse, vi kalder hjem.