Een internationaal team onder leiding van onderzoekers van de IAC gebruikte gegevens van de ESA-satelliet Gaia om de beweging van 39 dwergsterrenstelsels te meten. Deze gegevens geven informatie over de dynamiek van deze sterrenstelsels, hun geschiedenis en hun interacties met de Melkweg.

Rondom de Melkweg, er zijn veel kleine sterrenstelsels (dwergstelsels), die tienduizenden keren of zelfs miljoenen keren minder lichtgevend kan zijn dan de Melkweg. In vergelijking met normale of gigantische sterrenstelsels, dwergstelsels bevatten minder sterren en hebben een lagere helderheid.

Deze kleine sterrenstelsels zijn het onderwerp geweest van de studie van een internationaal team van astronomen onder leiding van Tobias K. Fritz en Giuseppina Battaglia, beide onderzoekers van het Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). Dankzij de gegevens die zijn verzameld door de ESA Gaia-ruimtemissie, die in april 2018 in een tweede release beschikbaar kwam, de onderzoekers hebben de beweging in de lucht van 39 dwergsterrenstelsels kunnen meten, richting en snelheid bepalen.

Voor de tweede release van gegevens van de Gaia-satelliet, het was niet mogelijk om dergelijke metingen uit te voeren voor 29 van de sterrenstelsels die door het team zijn geanalyseerd. De onderzoekers ontdekten dat velen van hen bewegen in een vlak dat bekend staat als de enorme polaire structuur. "Het was al bekend dat veel van de meer massieve dwergstelsels in dit vlak werden gevonden, maar nu weten we dat ook verschillende van de minder massieve dwergstelsels tot deze structuur kunnen behoren, " zegt Frits, hoofdauteur van het wetenschappelijke artikel.

Battaglia benadrukt dat de oorsprong van de enorme polaire structuur nog steeds niet volledig wordt begrepen, maar de kenmerken ervan lijken kosmologische modellen van de vorming van sterrenstelsels uit te dagen. Ook, de Grote Magelhaense Wolk wordt gevonden in deze vlakke structuur, wat zou kunnen betekenen dat de twee met elkaar verbonden zijn.

Door de gegevens over de bewegingen te analyseren, het team ontdekte dat verschillende dwergsterrenstelsels banen hebben die hen dicht bij de binnenste regionen van de Melkweg brengen. De aantrekkingskracht die de Melkweg op deze sterrenstelsels uitoefent, kan worden vergeleken met de werking van getijden. Het is waarschijnlijk dat enkele van de bestudeerde dwergstelsels worden verstoord door deze getijden, die hen uitstrekken als een stroom.

"Dit zou de waargenomen eigenschappen van sommige van deze objecten kunnen verklaren, zoals Hercules en Crater II, ' zegt Frits.

Anderzijds, nieuwe vragen rijzen. "Door de jaren heen van sommige sterrenstelsels is waargenomen dat ze eigenaardige kenmerken hebben die mogelijk te wijten zijn aan getijdenverstoringen door de Melkweg (bijv. Carina I), " zegt Battaglia. "Echter, hun banen lijken deze hypothese niet te bevestigen. Misschien moeten we veronderstellen dat ontmoetingen met andere dwergstelsels de boosdoener kunnen zijn geweest."

De onderzoekers ontdekten dat de meeste van de bestudeerde sterrenstelsels zich dicht bij het pericentrum van hun baan bevinden (het punt dat zich het dichtst bij het centrum van de Melkweg bevindt). Niettemin, basisfysica legt uit dat ze het grootste deel van hun tijd dicht bij het apocentrum van hun baan moeten doorbrengen (het punt dat het verst verwijderd is van het centrum van de Melkweg). "Dit suggereert dat er nog veel meer dwergstelsels zouden moeten zijn die nog moeten worden ontdekt en die zich op grote afstanden van het centrum van de Melkweg verbergen, ’ stelt Frits.

Dwergstelsels, behalve dat ze op zichzelf interessant zijn, zijn een van de weinige tracers van donkere materie die in de meest externe delen van de Melkweg kunnen worden gebruikt. Men denkt dat dit soort materie ongeveer 80 procent van de totale massa van het heelal uitmaakt. Echter, het kan niet direct worden waargenomen, en opsporing is moeilijk. De bewegingen van hemellichamen zoals dwergstelsels kunnen worden gebruikt om de totale massa van materie binnen een volume te meten. Dit wordt bepaald door de massa van die lichtgevende objecten die worden gedetecteerd af te trekken om een ​​schatting te krijgen van de hoeveelheid donkere materie. Uit deze gegevens, konden de onderzoekers concluderen dat de hoeveelheid donkere materie in de Melkweg hoog is, ongeveer 1,6 biljoen zonsmassa's.