Το Gaia ανακάλυψε το «μεγάλο κύμα» που σπρώχνει τα άστρα στον Γαλαξία μας

Ο Γαλαξίας μας, ο Milky Way, ποτέ δεν είναι ακίνητος. Εδώ και δεκαετίες γνωρίζουμε ότι περιστρέφεται γύρω από το κέντρο του, ενώ ταυτόχρονα εμφανίζει μια χαρακτηριστική παραμόρφωση στον δίσκο του. Χάρη στα δεδομένα του διαστημικού τηλεσκοπίου Gaia του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA), οι επιστήμονες αποκαλύπτουν τώρα ένα ακόμη πιο εντυπωσιακό φαινόμενο: μια γιγάντια κυμάτωση που διατρέχει τον γαλαξία, μετακινώντας αστέρια σε αποστάσεις δεκάδων χιλιάδων ετών φωτός.

Η ανακάλυψη αυτή έρχεται να προστεθεί σε μια αλυσίδα παρατηρήσεων που ξεκινούν από τον περασμένο αιώνα. Από τη δεκαετία του 1950 είχε διαπιστωθεί ότι ο δίσκος του Milky Way είναι ελαφρώς λυγισμένος, ενώ το 2020 το Gaia αποκάλυψε ότι ολόκληρος ο δίσκος παρουσιάζει μια περιοδική ταλάντωση, σαν μια σβούρα που χάνει σταδιακά την ισορροπία της. Σήμερα γίνεται σαφές ότι οι κινήσεις των άστρων δεν εξηγούνται μόνο από αυτούς τους μηχανισμούς: ένα «μεγάλο κύμα» απλώνεται από το κέντρο προς τα άκρα, θυμίζοντας τα ρυτιδωμένα κύματα που δημιουργεί μια πέτρα όταν πέφτει σε μια λίμνη.

Τα στοιχεία που παρείχε το Gaia είναι μοναδικά, καθώς το διαστημικό τηλεσκόπιο καταγράφει με ακρίβεια όχι μόνο τις θέσεις των άστρων σε τρεις διαστάσεις, αλλά και τις ταχύτητές τους, είτε κινούνται προς εμάς, είτε απομακρύνονται, είτε μετακινούνται κατά μήκος του ουρανού. Αυτά τα δεδομένα επέτρεψαν στους αστρονόμους να δημιουργήσουν λεπτομερείς χάρτες από διαφορετικές οπτικές γωνίες: τόσο από πάνω όσο και από το πλάι του γαλαξία. Μέσα από αυτές τις απεικονίσεις φαίνεται ξεκάθαρα ότι η κυμάτωση εκτείνεται σε τεράστιο τμήμα του δίσκου, επηρεάζοντας αστέρια σε αποστάσεις που κυμαίνονται μεταξύ 30 και 65 χιλιάδων ετών φωτός από το κέντρο.

Η ομάδα της Eloisa Poggio, αστρονόμου στο Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) στην Ιταλία, ηγήθηκε της μελέτης. Όπως εξηγεί, δεν έχει σημασία μόνο η οπτική απεικόνιση της κυμάτωσης, αλλά και το γεγονός ότι οι κινήσεις των άστρων μέσα σε αυτήν ακολουθούν ένα μοτίβο χαρακτηριστικό των κυμάτων. Οι ερευνητές παρομοιάζουν το φαινόμενο με το «κύμα» που εκτελεί ένα πλήθος σε ένα γήπεδο: αν μπορούσαμε να το παγώσουμε στον χρόνο, κάποιοι άνθρωποι θα ήταν όρθιοι, κάποιοι μόλις θα είχαν καθίσει και άλλοι θα ετοιμάζονταν να σηκωθούν. Αντίστοιχα, τα αστέρια στον Milky Way εμφανίζουν διαφορετικές φάσεις της κυμάτωσης, γεγονός που αποτυπώνεται στους χάρτες με χρώματα και βέλη κίνησης.

Για να εντοπίσουν αυτή τη λεπτή δομή, οι επιστήμονες επικεντρώθηκαν σε κατηγορίες άστρων όπως οι γιγαντιαίοι νέοι αστέρες και οι μεταβλητοί Κηφείδες, που παρουσιάζουν προβλέψιμες αλλαγές στη φωτεινότητά τους. Επειδή αυτά τα άστρα φαίνεται να «συμμετέχουν» στην κυμάτωση, διατυπώνεται η υπόθεση ότι και το διαστρικό αέριο του δίσκου συμμετέχει στο φαινόμενο, μεταφέροντας το «αποτύπωμα» της κυμάτωσης στα νεογέννητα άστρα.

Παρά τα εντυπωσιακά αποτελέσματα, η προέλευση του κύματος παραμένει μυστήριο. Μια πιθανή εξήγηση είναι ότι ο Milky Way συγκρούστηκε στο παρελθόν με έναν μικρότερο γαλαξία, γεγονός που θα μπορούσε να προκαλέσει τέτοιες ταλαντώσεις. Ωστόσο, οι επιστήμονες δεν αποκλείουν και άλλες εκδοχές, όπως τη σύνδεση με το κύμα Radcliffe – μια μικρότερη κυμάτωση σε απόσταση περίπου 500 ετών φωτός από τον Ήλιο, η οποία εκτείνεται για 9.000 έτη φωτός. Η σχέση ανάμεσα στα δύο φαινόμενα παραμένει ασαφής και αποτελεί αντικείμενο περαιτέρω έρευνας.

Η επόμενη μεγάλη αναβάθμιση του Gaia, με την τέταρτη δημοσίευση δεδομένων, αναμένεται να προσφέρει ακόμη πιο ακριβείς θέσεις και κινήσεις άστρων, συμπεριλαμβανομένων μεταβλητών όπως οι Κηφείδες. Αυτό θα δώσει στους επιστήμονες τη δυνατότητα να δημιουργήσουν πιο λεπτομερείς χάρτες και να κατανοήσουν καλύτερα τις περίπλοκες δομές που χαρακτηρίζουν τον γαλαξία μας.

[via]