Ο Γαλαξίας μας δεν είναι στατικός. Περιστρέφεται, ταλαντεύεται και, όπως δείχνουν νέες παρατηρήσεις, κυματίζει. Τα δεδομένα του διαστημικού τηλεσκοπίου Gaia του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA) αποκαλύπτουν ότι ο Γαλαξίας μας όχι μόνο περιστρέφεται και «λανθάνει», αλλά στέλνει και ένα τεράστιο κύμα που διαδίδεται προς τα έξω από το κέντρο του.
Εδώ και έναν αιώνα οι αστρονόμοι γνωρίζουν ότι τα άστρα του Γαλαξία κινούνται σε τροχιές γύρω από τον πυρήνα του. Το Gaia έχει χαρτογραφήσει με εξαιρετική ακρίβεια τις ταχύτητες και τις διαδρομές τους. Από τη δεκαετία του 1950 είναι γνωστό ότι ο γαλαξιακός δίσκος δεν είναι επίπεδος αλλά παραμορφωμένος. Το 2020, το Gaia αποκάλυψε ότι αυτή η παραμόρφωση ταλαντώνεται με τον χρόνο, θυμίζοντας την κίνηση μιας σβούρας.
Τώρα, ερευνητές εντόπισαν ένα τεράστιο κύμα που διασχίζει τον Γαλαξία, επηρεάζοντας άστρα δεκάδες χιλιάδες έτη φωτός μακριά από τον Ήλιο. Το φαινόμενο μοιάζει με βότσαλο που πέφτει σε λίμνη, δημιουργώντας κυματισμούς – μόνο που εδώ οι «κυματισμοί» αποτελούνται από άστρα.
Στην απεικόνιση που συνοδεύει τα δεδομένα, χιλιάδες λαμπρά άστρα, αποτυπωμένα με κόκκινο και μπλε χρώμα, εμφανίζονται πάνω στον λεπτομερή χάρτη του Γαλαξία από το Gaia. Η προβολή από πάνω δείχνει τη συνολική δομή, ενώ η πλευρική όψη αποκαλύπτει την καμπύλωση του δίσκου: το αριστερό τμήμα υψώνεται και το δεξί κάμπτεται προς τα κάτω. Οι κόκκινες και μπλε περιοχές υποδηλώνουν τα σημεία του νέου κύματος – τα άστρα πάνω ή κάτω από το επίπεδο του δίσκου.
Αν και κανένα διαστημόπλοιο δεν μπορεί να εξέλθει του Γαλαξία, οι εξαιρετικά ακριβείς μετρήσεις του Gaia σε τρεις διαστάσεις και σε τρεις συνιστώσες κίνησης επιτρέπουν στους επιστήμονες να δημιουργήσουν τόσο «κάτοψη» όσο και «πλάγια» όψη του Γαλαξία.
Οι χάρτες δείχνουν ότι το κύμα εκτείνεται σε τεράστια περιοχή του δίσκου, επηρεάζοντας άστρα σε αποστάσεις 30.000 έως 65.000 ετών φωτός από το γαλαξιακό κέντρο, ενώ ο ίδιος ο Γαλαξίας έχει διάμετρο περίπου 100.000 ετών φωτός.
Η ανακάλυψη της «μεγάλης κυματομορφής»
«Αυτό που κάνει την ανακάλυψη ακόμη πιο συναρπαστική είναι ότι μπορούμε, χάρη στο Gaia, να μετρήσουμε και τις κινήσεις των άστρων μέσα στον γαλαξιακό δίσκο», δηλώνει η αστρονόμος Eloisa Poggio από το Ιταλικό Εθνικό Ινστιτούτο Αστροφυσικής (INAF), επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας που εντόπισε το κύμα.
«Το ενδιαφέρον δεν είναι μόνο η τρισδιάστατη μορφή της δομής, αλλά και η κυματοειδής συμπεριφορά που παρατηρούμε στις κινήσεις των άστρων», προσθέτει. Στην πλευρική απεικόνιση του Γαλαξία, τα λευκά βέλη δείχνουν την κίνηση των άστρων, με τη μικρή μετατόπιση μεταξύ θέσης και ταχύτητας να επιβεβαιώνει τη φύση του φαινομένου ως κύματος.
«Η συμπεριφορά αυτή συμφωνεί πλήρως με ό,τι θα περιμέναμε από ένα κύμα», εξηγεί η Poggio. Παρομοιάζει το φαινόμενο με το «κύμα» που δημιουργεί ένα πλήθος σε στάδιο: κάποιοι σηκώνονται, άλλοι κάθονται, ενώ άλλοι ετοιμάζονται να σηκωθούν. Οι χρονικές κλίμακες στον Γαλαξία είναι ασύλληπτα μεγαλύτερες, αλλά η αρχή είναι ίδια. Στην αναλογία αυτή, οι όρθιοι άνθρωποι αντιστοιχούν στις κόκκινες περιοχές του χάρτη του Gaia, ενώ εκείνοι που πρόκειται να σηκωθούν –κινούνται δηλαδή προς τα πάνω με μεγαλύτερη ταχύτητα– απεικονίζονται με τα πιο μακριά λευκά βέλη.
Αιτίες και επόμενα βήματα
Η ομάδα της Poggio εντόπισε αυτή την εντυπωσιακή κίνηση μελετώντας νεαρά γιγαντιαία άστρα και μεταβλητούς αστέρες τύπου Κηφείδων, των οποίων η μεταβολή φωτεινότητας επιτρέπει στο Gaia να τους παρακολουθεί σε μεγάλες αποστάσεις.
Επειδή αυτά τα άστρα φαίνεται να κινούνται μαζί με το κύμα, οι επιστήμονες υποθέτουν ότι και το αέριο του γαλαξιακού δίσκου συμμετέχει στην ίδια ταλάντωση. Τα νεοσχηματισμένα άστρα μπορεί να «κληρονομούν» αυτή την κίνηση, διατηρώντας μια μορφή μνήμης του κύματος.
Η αιτία των τεράστιων αυτών ταλαντώσεων παραμένει άγνωστη. Μία πιθανή εξήγηση είναι ότι ο Γαλαξίας είχε στο παρελθόν σύγκρουση ή στενή διέλευση με έναν μικρότερο νάνο γαλαξία, αν και απαιτείται περαιτέρω ανάλυση για επιβεβαίωση. Το νέο αυτό «μεγάλο κύμα» ίσως συνδέεται με μια μικρότερη κυματοειδή δομή, γνωστή ως Κύμα Radcliffe, που βρίσκεται περίπου 500 έτη φωτός από τον Ήλιο και εκτείνεται σε μήκος 9.000 ετών φωτός.
«Το Κύμα Radcliffe είναι πολύ μικρότερο και εντοπίζεται σε διαφορετικό τμήμα του γαλαξιακού δίσκου, πολύ πιο κοντά στον Ήλιο. Μπορεί να σχετίζεται ή και όχι με το μεγάλο κύμα· γι’ αυτό θέλουμε να συνεχίσουμε την έρευνα», σημειώνει η Poggio.
Σύμφωνα με τον Johannes Sahlmann, επιστήμονα του προγράμματος Gaia στην ESA, η επόμενη, τέταρτη δημοσιοποίηση δεδομένων του τηλεσκοπίου θα περιλαμβάνει ακόμη ακριβέστερες μετρήσεις θέσεων και κινήσεων, συμπεριλαμβανομένων των μεταβλητών άστρων όπως οι Κηφείδες. Αυτό θα επιτρέψει τη δημιουργία πιο λεπτομερών χαρτών και θα ενισχύσει την κατανόησή μας για τα χαρακτηριστικά του Γαλαξία μας.
