I resultat som tillkännagavs denna vecka vid det 237:e mötet i American Astronomical Society, forskare från Sloan Digital Sky-undersökningen presenterar den mest detaljerade titten hittills på förvrängningen av vår egen galax.

"Vår vanliga bild av en spiralgalax är som en platt skiva, tunnare än en pannkaka, fridfullt roterar runt dess centrum, " sa Xinlun Cheng vid University of Virginia, huvudförfattaren till studien. "Men verkligheten är mer komplicerad."

Astronomer har vetat i årtionden att många spiralgalaxer faktiskt har skivor med en liten vridning till dem, som ett potatischips eller en vinylskiva som lämnats ute för länge i solen. Sådana vändningar förekommer i cirka 50 till 70 % av spiralgalaxerna, inklusive vår egen Vintergatan.

Förvånande, dock, vi vet inte mycket om varpen i Vintergatan. Fastnat djupt inuti den och begränsad till endast ett enda perspektiv från jorden, vi saknar förmågan att se vår galax varp i en blick. Istället, vi måste spåra varpens form genom att noggrant studera stjärnornas positioner och rörelser över hela Vintergatan. Det är precis vad forskarna gjorde, och tack vare Sloan Digital Sky Survey-data, de kunde få en mer detaljerad look än någonsin tidigare, upptäckte att inte bara galaxens skiva är skev, varpen färdas runt galaxen en gång var 440:e miljoner år.

"Föreställ dig att du är på läktaren på en fotbollsmatch, och folkmassan börjar göra vågen, " Cheng säger. "Allt du gör är att stå upp och sitta ner, men effekten är att vågen går hela vägen runt stadion. Det är samma sak med den galaktiska förvrängningen – stjärnor rör sig bara upp och ner, men vågen färdas hela vägen runt galaxen."

För att hitta detta oväntade resultat, laget använde sig av högprecisionsspektrografen från Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment (APOGEE), en del av Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Under sin nästan 10-åriga livstid, APOGEE har observerat hundratusentals stjärnor i Vintergatan. Det gör det genom att samla in spektra, mätningar av stjärnljus delas upp i dess beståndsdelar våglängder på ungefär samma sätt som ett prisma delar upp ljus i en regnbåge av färger.

"APOGEE-spektra ger information om den kemiska sammansättningen och rörelserna hos enskilda stjärnor, " förklarar Dr Borja Anguiano vid University of Virginia, en medförfattare till studien och mentor till Cheng.

"Det gör att vi kan dela upp dem i olika grupper, vilket i sin tur tillåter oss att följa varpen separat inom varje grupp av stjärnor."

Men enbart APOGEE-spektra räckte inte för att förstå varpen. Att spåra den galaktiska förvrängningen kräver extremt exakta mätningar av stjärnavstånd. För att få de avstånden, teamet vände sig till data från Europeiska rymdorganisationens (ESA) Gaia-satellit, som beräknar avstånden till miljontals stjärnor genom att mäta de små vinklarna fram och tillbaka i riktning mot stjärnan när jorden (och satelliten) kretsar runt solen.

Genom att kombinera APOGEE- och Gaia-data, teamet kunde skapa fullständiga tredimensionella kartor över stjärnor i Vintergatan, med detaljerad information om varje stjärnas position, hastighet, och kemi. Beväpnad med dessa högprecisionsmätningar, teamet kunde sondera längre in i den yttre delen av vår galax för att producera den mest detaljerade studien hittills av detta fenomen.

Analysen visade hur varpen orsakas av vågen som färdas genom Vintergatan, får enskilda stjärnor att röra sig upp och ner genom galaxens plan när den färdas. Den nya studien har mätt hastigheten och omfattningen av vågen mer exakt än någonsin tidigare.

Den mest troliga förklaringen till förvrängningen är att en nyligen interaktion med en satellitgalax skapade en gravitationsrippel, och den krusningen har fortsatt att röra sig genom galaxen, bildar vågen. Cheng förklarar, "Vår bästa modell är att det var ett möte med en satellitgalax för cirka 3 miljarder år sedan - detta anses vara relativt nyligen av galaktiska astronomer."

Resultat som detta visar hur dynamiska och ständigt föränderliga galaxer är på astronomiska tidsskalor.

Spänningen har precis börjat för Vintergatan – om cirka fyra miljarder år, vi förväntas kollidera med Andromedagalaxen, en händelse som kommer att förändra vårt galaktiska hem för alltid.