Ett internationellt team ledd av forskare från IAC använde data från ESA-satelliten Gaia för att mäta rörelsen hos 39 dvärggalaxer. Dessa data ger information om dynamiken i dessa galaxer, deras historia och deras interaktioner med Vintergatan.

Runt Vintergatan, det finns många små galaxer (dvärggalaxer), som kan vara tiotusentals gånger eller till och med miljoner gånger mindre lysande än Vintergatan. I jämförelse med normala eller gigantiska galaxer, dvärggalaxer innehåller färre stjärnor och har lägre ljusstyrka.

Dessa små galaxer har varit föremål för studiet av ett internationellt team av astronomer ledda av Tobias K. Fritz och Giuseppina Battaglia, båda forskare vid Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). Tack vare data som samlats in av ESA Gaia rymduppdrag, som blev tillgänglig i en andra release i april 2018, forskarna har kunnat mäta rörelsen på himlen för 39 dvärggalaxer, bestämma riktning och hastighet.

Innan den andra releasen av data från Gaia-satelliten, det var inte möjligt att utföra sådana mätningar för 29 av de galaxer som analyserades av teamet. Forskarna fann att många av dem rör sig i ett plan som kallas den stora polära strukturen. "Det var redan känt att många av de mer massiva dvärggalaxerna hittades i detta plan, men nu vet vi att även flera av de mindre massiva dvärggalaxerna kan tillhöra denna struktur, säger Fritz, huvudförfattare till den vetenskapliga artikeln.

Battaglia betonar att ursprunget till den stora polarstrukturen fortfarande inte är helt förstått, men dess egenskaper verkar utmana kosmologiska modeller för galaxbildning. Också, det stora magellanska molnet finns i denna plana struktur, vilket kan antyda att de två är sammankopplade.

Genom att analysera uppgifterna om motionerna, teamet fann att flera av dvärggalaxerna har banor som för dem nära Vintergatans inre regioner. Den gravitationella attraktion som Vintergatan utövar på dessa galaxer kan jämföras med tidvattnets verkan. Det är troligt att några av de studerade dvärggalaxerna störs av dessa tidvatten, som sträcker dem som en bäck.

"Detta kan förklara observerade egenskaper hos några av dessa objekt, som Hercules och Crater II, säger Fritz.

Å andra sidan, nya frågor uppstår. "Över åren, vissa galaxer har observerats ha speciella egenskaper som potentiellt kan ha berodde på tidvattenstörningar av Vintergatan (t.ex. Carina I), " säger Battaglia. "Men, deras banor verkar inte bekräfta denna hypotes. Vi kanske borde postulera att möten med andra dvärggalaxer kan ha varit boven."

Forskarna fann att majoriteten av de studerade galaxerna är nära pericentrum av deras omloppsbana (punkten närmast Vintergatans centrum). Ändå, Grundläggande fysik förklarar att de bör tillbringa större delen av sin tid nära apocentrum för sin omloppsbana (punkten längst bort från Vintergatans centrum). "Detta tyder på att det borde finnas många fler dvärggalaxer som ännu inte har upptäckts och som gömmer sig på stora avstånd från Vintergatans centrum, säger Fritz.

Dvärggalaxer, förutom att vara intressant i sig, är ett av få spårämnen av mörk materia som kan användas i de mest yttre delarna av Vintergatan. Man tror att denna typ av materia står för cirka 80 procent av universums totala massa. Dock, det kan inte observeras direkt, och det är svårt att upptäcka. Rörelserna hos himlakroppar som dvärggalaxer kan användas för att mäta den totala massan av materia inom en volym. Detta bestäms genom att subtrahera massan av de lysande föremål som detekteras för att få en uppskattning av mängden mörk materia. Från dessa uppgifter, forskarna kunde dra slutsatsen att mängden mörk materia i Vintergatan är hög, cirka 1,6 biljoner solmassor.