I decennier har astronomer försökt förstå varför Vintergalaxen är snedställd som den är. Under de senaste åren har astronomer teoretiserat att det kan vara våra grannar, de magelliska molnen, som är ansvariga för detta fenomen. Enligt denna teori drar dessa dvärggalaxier på Vintergatans mörka materie och orsakar svängningar som drar på vår galaxförsörjning av vätgas.
Enligt nya uppgifter från Europeiska rymdorganisationens (ESA) stjärnkartläggande Gaia-observatorium är det dock möjligt att detta varp är resultatet av en pågående kollision med en mindre galax. Dessa fynd bekräftar att varpen i vår galax inte är statisk utan kan ändras över tiden (alias prcession) och att denna process sker snabbare än någon skulle ha trott!
Astronomer har känt sedan slutet av 1950-talet att skivan av Vintergatan, där de flesta av dess stjärnor bor - är böjd uppåt på ena sidan och nedåt på den andra. Skälen till detta har emellertid förblivit oklara, med teorier som sträcker sig från påverkan av det intergalaktiska magnetfältet, gravitationseffekterna av en oregelbundet formad halo av mörk materia.
För att kasta lite ljus på detta konsulterade ett team av astronomer från Turin Astrophysical Observatory i Italien och Max Planck Institute for Astronomy i Tyskland astrometriska mätningar från den andra Gaia-datautgivningen (DR2). Detta senaste paket (som släpptes 25 april 2018) innehåller uppdaterad information om position, rörelse och avstånd på 1,692 miljarder stjärnor.
Med hjälp av dessa data kunde teamet undersöka beteendet hos stjärnor belägna på den yttre skivan, från vilka de bekräftade att galaxens varp inte är statiskt utan ändrar dess orientering över tid. Denna orienteringsförändring, känd som precession, liknar på samma sätt som en planet upplever en "wobble" på grund av hur de roterar på sin axel.
Dessutom fann de också att förekomsten av detta varp sker i mycket snabbare takt än väntat - mycket snabbare än vad ett intergalaktiskt magnetfält eller en mörk materia-glorie skulle kunna. Teamet drog utifrån detta att något mer kraftfullt måste påverka formen på vår galax, som en kollision med en annan galax.
Studien som beskriver deras resultat, med titeln "Bevis på ett dynamiskt utvecklande galaktiskt varp", dykte nyligen upp i tidskriften Naturastronomi. Som Eloisa Poggio från Turin Astrophysical Observatory, som är studiens huvudförfattare, förklarade i ett ESA-pressmeddelande:
”Vi mätte varpets hastighet genom att jämföra data med våra modeller. Baserat på den erhållna hastigheten skulle varpen fullborda en rotation runt mjölkvägets centrum på 600 till 700 miljoner år. Det är mycket snabbare än vad vi förväntade oss baserat på förutsägelser från andra modeller, till exempel de som tittar på effekterna av den icke-sfäriska halo. "
Hastigheten för varpets förekomst är emellertid långsammare än den hastighet med vilken stjärnor på mjölkvägskivan kretsar runt det galaktiska mitten. Till exempel kretsar vår sol mitt på Vintergatan med en genomsnittlig hastighet av 230 km / s (828 000 km / h; 514 495 km / h) och tar cirka 220 miljoner år att slutföra en enda bana.
För närvarande är det okänt vilken galax som kan orsaka krusningen eller när kollisionen började. Teamet misstänker emellertid att det kan vara Sagittarius Dwarf Galaxy, en elliptiskt formad samling av cirka 10 000 stjärnor som kretsar kring Vintergatan från pol till pol och på ett avstånd av cirka 50 000 ljusår.
Astronomer tror att denna dvärggalaxi gradvis absorberas av Vintergatan, en process som tros ha orsakat den att krascha genom Vintergatan på flera gånger tidigare. Om ljudet av detta gör att någon känner sig nervös bör de trösta sig med det faktum att dessa förändringar sker i galaktisk skala och mycket långt borta - därför kommer de inte att ha några märkbara effekter på livet på jorden.
Detta är forskning som ett exempel på Gaia-observatoriets enastående förmåga att kartlägga vår galax i 3D, liksom de typer av forskning som detta gör. Som Ronald Drimmel, en forskningsastronom vid Turin Astrophysical Observatory och en medförfattare till tidningen, beskrev det:
"Det är som att ha en bil och försöka mäta hastigheten och riktningen för denna bil under en mycket kort tid och sedan, baserat på dessa värden, försöka modellera bilens förflutna och framtida bana. Om vi gör sådana mätningar för många bilar, kan vi modellera trafikflödet. På samma sätt, genom att mäta de uppenbara rörelserna från miljoner stjärnor över himlen kan vi modellera processer i stor skala, såsom varpens rörelse. ”
Dessa resultat liknar andra forskningsresultat som gjordes tack vare Gaia. År 2018 använde ett team av astronomer de första 22 månaderna med uppdragsdata för att fastställa att Vintergatan och andra galaxer genomgick kollisioner och sammanslagningar i det avlägsna förflutet, vilket bevis fortfarande syns idag i rörelserna från stora grupper av stjärnor.
"För Gaia har vi för första gången en stor mängd data om en stor mängd stjärnor, vars rörelse mäts så exakt att vi kan försöka förstå galaxens stora rörelser och modellera dess formationshistoria," sa Jos de Bruijne, forskare från Gaia-projektledaren. ”Det här är något unikt. Detta är verkligen Gaia-revolutionen. ”
Uppdraget är för närvarande på sjätte året och (spärra förlängningar) kommer att fortsätta att samla astrometriska data fram till 2022. Under tiden väntar astronomer ivrigt på de nästa två utgåvorna av Gaia-data (DR3 och DR4), som planeras för senare 2020 och under andra hälften av 2021. Med tanke på vad vi redan har lärt oss från detta uppdrag kan man bara spekulera om de andra mysterierna att det kommer att hjälpa till att upptäcka!
