Astronomer har i flera år funderat på varför vår galax, Vintergatan, är skev. Data från ESA:s stjärnkartande satellit Gaia tyder på att förvrängningen kan orsakas av en pågående kollision med en annan, mindre, galax, som skickar krusningar genom den galaktiska skivan som en sten som kastas i vatten.

Astronomer har vetat sedan slutet av 1950-talet att Vintergatans skiva – där de flesta av dess hundratals miljarder stjärnor finns – inte är platt utan något böjd uppåt på ena sidan och nedåt på den andra. I åratal, de diskuterade vad som orsakar denna varp. De föreslog olika teorier inklusive påverkan av det intergalaktiska magnetfältet eller effekterna av en mörk materia halo, en stor mängd osynlig materia som förväntas omge galaxer. Om en sådan gloria hade en oregelbunden form, dess gravitationskraft kan böja den galaktiska skivan.

Snabbare än förväntat

Med sin unika undersökning av mer än en miljard stjärnor i vår galax, Gaia kan ha nyckeln till att lösa detta mysterium. Ett team av forskare som använder data från den andra Gaia-datareleasen har nu bekräftat tidigare antydningar om att denna varp inte är statisk utan ändrar sin orientering över tiden. Astronomer kallar detta fenomen för precession och det kan jämföras med snurrans vinkling när dess axel roterar.

Dessutom, hastigheten med vilken varpen precesserar är mycket snabbare än förväntat – snabbare än det intergalaktiska magnetfältet eller mörk materia-halo skulle tillåta. Det tyder på att varpen måste orsakas av något annat. Något mer kraftfullt — som en kollision med en annan galax.

"Vi mätte varpens hastighet genom att jämföra data med våra modeller. Baserat på den erhållna hastigheten, varpen skulle slutföra en rotation runt Vintergatans centrum på 600 till 700 miljoner år, " säger Eloisa Poggio från Turin Astrophysical Observatory, Italien, vem är huvudförfattaren till studien, publiceras i Natur astronomi . "Det är mycket snabbare än vad vi förväntade oss baserat på förutsägelser från andra modeller, som de som tittar på effekterna av den icke-sfäriska halo."

Gaias stjärnkraft

Varpens hastighet är, dock, långsammare än den hastighet med vilken stjärnorna själva kretsar runt det galaktiska centrumet. Solen, till exempel, fullbordar en rotation på cirka 220 miljoner år.

Sådana insikter var bara möjliga tack vare Gaia-uppdragets oöverträffade förmåga att kartlägga vår galax, Vintergatan, i 3D, genom att noggrant bestämma positioner för mer än en miljard stjärnor på himlen och uppskatta deras avstånd från oss. Det flygande tefatliknande teleskopet mäter också de hastigheter med vilka enskilda stjärnor rör sig på himlen, låter astronomer "spela" filmen om Vintergatans historia bakåt och framåt i tiden under miljontals år.

"Det är som att ha en bil och försöka mäta den här bilens hastighet och färdriktning under en mycket kort tidsperiod och sedan, baserat på dessa värderingar, försöker modellera bilens tidigare och framtida bana, säger Ronald Drimmel, en forskningsastronom vid Turin Astrophysical Observatory och medförfattare till artikeln. "Om vi ​​gör sådana mätningar för många bilar, vi skulle kunna modellera trafikflödet. Liknande, genom att mäta de skenbara rörelserna av miljontals stjärnor över himlen kan vi modellera storskaliga processer som varprörelsen."

Skytten?

Astronomerna vet ännu inte vilken galax som kan orsaka krusningen eller när kollisionen började. En av utmanarna är Skytten, en dvärggalax som kretsar runt Vintergatan, som tros ha spruckit genom Vintergatans galaktiska skiva flera gånger tidigare. Astronomer tror att Skytten gradvis kommer att absorberas av Vintergatan, en process som redan är igång.

"Med Gaia, för första gången, vi har en stor mängd data om en stor mängd stjärnor, vars rörelse mäts så exakt att vi kan försöka förstå galaxens storskaliga rörelser och modellera dess bildningshistoria, " säger ESA:s biträdande projektforskare Jos de Bruijne, Gaia. "Detta är något unikt. Det här är verkligen Gaia-revolutionen."

Lika imponerande som varpen och dess precession verkar på den galaktiska skalan, forskarna försäkrar oss om att det inte har några märkbara effekter på livet på vår planet.

Tillräckligt långt

"Solen befinner sig på ett avstånd av 26 000 ljusår från det galaktiska centrumet där varpens amplitud är mycket liten, " säger Eloisa. "Våra mätningar var mestadels dedikerade till de yttre delarna av den galaktiska skivan, ut till 52 000 ljusår från det galaktiska centrumet och bortom."

Gaia har tidigare avslöjat bevis på kollisioner mellan Vintergatan och andra galaxer i det senaste och avlägsna förflutna, som fortfarande kan observeras i rörelsemönster för stora grupper av stjärnor miljarder år efter att händelserna inträffade.

Under tiden, satelliten, för närvarande inne på det sjätte året av sitt uppdrag, fortsätter att skanna himlen och ett Europaomfattande konsortium är upptaget med att bearbeta och analysera data som fortsätter att strömma mot jorden. Astronomer över hela världen ser fram emot de kommande två Gaia-datasläppen, planeras till senare under 2020 och under andra halvan av 2021, respektive, för att ta itu med ytterligare mysterier i galaxen vi kallar hem.