Als de meesten van ons zich de vorm van de Melkweg voorstellen, de melkweg die onze eigen zon en honderden miljarden andere sterren bevat, we denken aan een centrale massa omringd door een platte schijf van sterren die eromheen draaien. Echter, astronomen weten dat in plaats van symmetrisch te zijn, de schijfstructuur is kromgetrokken, meer als de rand van een fedora, en dat de kromgetrokken randen constant rond de buitenste rand van de melkweg bewegen.

"Als je ooit het publiek hebt zien zwaaien in een stadion, het lijkt erg op dat concept, " zei Xinlun Cheng, een afgestudeerde astronomiestudent aan het University of Virginia's College en Graduate School of Arts &Sciences. "Elk lid van het publiek staat op en gaat dan op het juiste moment en in de juiste volgorde zitten om de golf te creëren terwijl deze door het stadion gaat. Dat is precies wat sterren in onze melkweg doen. Alleen in dit geval, terwijl de golf rond de schijf van de melkweg gaat, de melkwegschijf draait ook rond het centrum van de melkweg. In termen van de sportfan-analogie, het is alsof het stadion zelf ook draait."

Wat de oorzaak was van die warp, is onderwerp van discussie geweest. Sommige onderzoekers suggereren dat het fenomeen het gevolg is van de instabiliteit van de melkweg zelf, terwijl anderen beweren dat het het overblijfsel is van een botsing met een ander sterrenstelsel in het verre verleden.

Een recent artikel gepubliceerd in de Astrofysisch tijdschrift door Cheng, die de bewegingen van de sterren bestudeert, en zijn collega's, Borja Anguiano, een postdoctoraal onderzoeker bij UVA, en Steve Majewski, een professor in de afdeling Sterrenkunde van het College, kan dat debat eindelijk een halt toeroepen.

Met behulp van gegevens van het Gaia-ruimteobservatorium, een in 2013 door het Europees Ruimteagentschap gelanceerde satelliet om de posities te meten, afstanden en bewegingen van miljarden sterren en informatie van APOGEE, een infraroodspectrograaf ontwikkeld door UVA om de chemische samenstelling en bewegingen van sterren te onderzoeken, astronomen hebben nu de tools om de bewegingen van de sterren in de Melkweg met een ongekende mate van nauwkeurigheid te observeren.

"Door informatie van het APOGEE-instrument te combineren met informatie van de Gaia-satelliet, we beginnen te begrijpen hoe de verschillende componenten van de melkweg bewegen, " zei Anguiano, die geïnteresseerd is in zowel de bewegingen van die componenten als in welke verschijnselen deze bewegingen oorspronkelijk hebben veroorzaakt.

"Het is nu mogelijk om die bewegingen met ongekende nauwkeurigheid te karakteriseren vanwege de precisie en statistische robuustheid van de enorme sterrencatalogus die is onderzocht door de Gaia-satelliet, ' legde Majewski uit. 'Ondertussen, onze eigen grote database van stellaire chemie gegenereerd door APOGEE geeft ons de unieke mogelijkheid om stellaire leeftijden af ​​te leiden. Dit stelt ons in staat om te onderzoeken hoe sterren van verschillende leeftijden deelnemen aan de warp en stelt ons in staat om na te gaan wanneer het is gemaakt. Dit wetende, dan, geeft ons een idee van waarom het is gemaakt."

Met behulp van die gegevens, Cheng en zijn collega's hebben een model ontwikkeld dat de parameters van de galactische warp karakteriseert, waar het begint in de buitenste schijf, hoe snel de schering beweegt en de vorm van de schering. Het model heeft hen geholpen te bepalen dat de warp, die onze eigen zon niet aantast, maar passeert ons zonnestelsel nu met snelheden die het mogelijk maken om elke 450 miljoen jaar een volledige rotatie rond de melkweg te maken, is niet het resultaat van de eigen interne massa van de Melkweg. In plaats daarvan, het is het overblijfsel van de zwaartekracht die aan de schijf van de Melkweg trekt door de nabije passage van een satellietstelsel, mogelijk de Boogschutter Dwerg Sferoïdale Melkweg, ongeveer 3 miljard jaar geleden.

"Als resultaat kunnen we de schijf van ons sterrenstelsel nog steeds zien trillen, ' zei Anguiano.

De gegevens die het team heeft verzameld met de nieuwe hulpmiddelen die beschikbaar zijn voor astronomen, zijn misschien nog maar het begin van een nieuwe golf van ontdekkingen over ons universum en hoe het is ontstaan.

"We gaan een tijdperk in de astronomie in, vooral in galactische astronomie, waarin we de beweging van de sterren met zo'n precisieniveau meten dat we hun baanpaden in het verleden in kaart kunnen brengen en beginnen te begrijpen hoe ze vroeger kunnen zijn beïnvloed en hoe andere sterrenstelsels die de onze naderen, met sterren omgingen zoals ze waren geboren worden, Anguiano zei. "Dit niveau van precisie heeft een nieuwe deur geopend om het verleden van onze melkweg te begrijpen en hoe het is samengesteld."

Het artikel, "Het verkennen van de Galactische Warp door middel van asymmetrieën in de Kinematica van de Galactische Schijf, " door Cheng en zijn collega's, verscheen in het decembernummer van de Astrofysisch tijdschrift .