In de resultaten die deze week zijn aangekondigd op de 237e bijeenkomst van de American Astronomical Society, wetenschappers van de Sloan Digital Sky-enquête presenteren de meest gedetailleerde blik tot nu toe op de warp van onze eigen melkweg.

"Ons gebruikelijke beeld van een spiraalstelsel is als een platte schijf, dunner dan een pannenkoek, vreedzaam rond zijn centrum draaiend, " zei Xinlun Cheng van de Universiteit van Virginia, de hoofdauteur van de studie. "Maar de realiteit is ingewikkelder."

Astronomen weten al tientallen jaren dat veel spiraalstelsels eigenlijk schijven hebben met een kleine draai eraan, zoals een aardappelchip of een vinylplaat die te lang in de zon heeft gelegen. Dergelijke wendingen komen voor in ongeveer 50 tot 70% van spiraalstelsels, inclusief onze eigen Melkweg.

Verrassend genoeg, echter, we weten niet veel over de schering in de Melkweg. Zit er diep in vast en is beperkt tot slechts een enkel perspectief vanaf de aarde, we missen de mogelijkheid om de schering van onze melkweg in één oogopslag te zien. In plaats daarvan, we moeten de vorm van de schering bepalen door de posities en bewegingen van sterren overal in de Melkweg zorgvuldig te bestuderen. Dat is precies wat de onderzoekers deden, en dankzij de Sloan Digital Sky Survey-gegevens, ze waren in staat om een ​​meer gedetailleerde blik te krijgen dan ooit tevoren, ontdekken dat niet alleen de schijf van de melkweg vervormd is, de warp reist eens in de 440 miljoen jaar rond de melkweg.

"Stel je voor dat je op de tribune zit bij een voetbalwedstrijd, en de menigte begint te zwaaien, "zegt Cheng. "Je hoeft alleen maar op te staan ​​en te gaan zitten, maar het effect is dat de golf helemaal rond het stadion gaat. Het is hetzelfde met de galactische schering - sterren bewegen alleen op en neer, maar de golf reist helemaal rond de melkweg."

Om dit onverwachte resultaat te vinden, het team maakte gebruik van de zeer nauwkeurige spectrograaf van het Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE), onderdeel van Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Gedurende zijn bijna 10 jaar levensduur, APOGEE heeft honderdduizenden sterren in de Melkweg waargenomen. Het doet dit door spectra te verzamelen, metingen van sterlicht splitsen zich in zijn samenstellende golflengten op vrijwel dezelfde manier als een prisma licht splitst in een regenboog van kleuren.

"De APOGEE-spectra geven informatie over de chemische samenstelling en bewegingen van individuele sterren, " legt Dr. Borja Anguiano van de Universiteit van Virginia uit, een co-auteur van de studie en mentor van Cheng.

"Dat stelt ons in staat om ze in verschillende groepen te verdelen, wat ons op zijn beurt in staat stelt om de schering afzonderlijk te volgen binnen elke groep sterren."

Maar de APOGEE-spectra alleen waren niet genoeg om de warp te begrijpen. Het traceren van de galactische warp vereist uiterst nauwkeurige metingen van stellaire afstanden. Om die afstanden te krijgen, het team wendde zich tot gegevens van de Gaia-satelliet van de European Space Agency (ESA), die de afstanden tot miljoenen sterren berekent door de kleine heen-en-weer wiebelt in de richting naar de ster te meten terwijl de aarde (en de satelliet) om de zon draait.

Door de APOGEE- en Gaia-gegevens te combineren, het team was in staat om volledige driedimensionale kaarten van sterren in de Melkweg te maken, met gedetailleerde informatie over de positie van elke ster, snelheid, en chemie. Gewapend met deze uiterst nauwkeurige metingen, het team was in staat om verder in het buitenste deel van onze melkweg te tasten om de meest gedetailleerde studie tot nu toe van dit fenomeen te produceren.

De analyse toonde aan hoe de kromtrekking wordt veroorzaakt door de golf die door de Melkweg reist, waardoor individuele sterren op en neer bewegen door het vlak van de melkweg terwijl het reist. De nieuwe studie heeft de snelheid en omvang van de golf nauwkeuriger dan ooit tevoren gemeten.

De meest waarschijnlijke verklaring voor de warp is dat een recente interactie met een satellietstelsel een zwaartekrachtrimpel veroorzaakte, en die rimpeling bleef door de melkweg bewegen, de golf vormen. Cheng legt uit, "Ons beste model is dat er ongeveer 3 miljard jaar geleden een ontmoeting was met een satellietstelsel - dit wordt door galactische astronomen als relatief recent beschouwd."

Resultaten zoals deze laten zien hoe dynamisch en steeds veranderende sterrenstelsels zijn op astronomische tijdschalen.

De opwinding begint net voor de Melkweg - over ongeveer vier miljard jaar, we zullen naar verwachting botsen met de Andromeda-melkweg, een gebeurtenis die ons galactische thuis voor altijd zal veranderen.