Snurrandet av Vintergatans galaktiska bar, som består av miljarder samlade stjärnor, har avtagit med ungefär en fjärdedel sedan den bildades, enligt en ny studie av forskare vid University College London (UCL) och University of Oxford.

I 30 år, astrofysiker har förutspått en sådan avmattning, men det är första gången det har mätts.

Forskarna säger att det ger en ny typ av insikt i mörk materias natur, som fungerar som en motvikt som saktar ner spinnet.

I studien, publiceras i Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society , forskare analyserade Gaia rymdteleskopobservationer av en stor grupp stjärnor, Herkulesströmmen, som är i resonans med stapeln – det vill säga, de kretsar runt galaxen i samma takt som stången snurrar.

Dessa stjärnor är gravitationsfångade av den snurrande stången. Samma fenomen inträffar med Jupiters trojanska och grekiska asteroider, som kretsar kring Jupiters Lagrange-punkter (före och bakom Jupiter). Om stången går långsammare, dessa stjärnor skulle förväntas röra sig längre ut i galaxen, att hålla sin omloppsperiod matchad till den för stångens snurr.

Forskarna fann att stjärnorna i strömmen bär ett kemiskt fingeravtryck - de är rikare på tyngre grundämnen (kallade metaller i astronomi), bevisar att de har rest bort från det galaktiska centrumet, där stjärnor och stjärnbildande gas är ungefär 10 gånger så rika på metaller jämfört med den yttre galaxen.

Med hjälp av denna data, teamet drog slutsatsen att stången – som består av miljarder stjärnor och biljoner solmassor – hade saktat ner sin rotation med minst 24 % sedan den först bildades.

Medförfattaren Dr. Ralph Schoenrich (UCL Physics &Astronomy) sa, "Astrofysiker har länge misstänkt att den snurrande stången i mitten av vår galax saktar ner, men vi har hittat de första bevisen på att detta händer.

"Motvikten som bromsar detta snurrande måste vara mörk materia. Tills nu, vi har bara kunnat dra slutsatser om mörk materia genom att kartlägga galaxernas gravitationspotential och subtrahera bidraget från synlig materia.

"Vår forskning ger en ny typ av mätning av mörk materia - inte av dess gravitationsenergi, men av dess tröghetsmassa (det dynamiska svaret), vilket saktar ner stångens snurr."

Medförfattare och Ph.D. student Rimpei Chiba, vid University of Oxford, sa, "Vårt fynd erbjuder ett fascinerande perspektiv för att begränsa naturen hos mörk materia, eftersom olika modeller kommer att ändra denna tröghetsdragning på den galaktiska stången.

"Vårt fynd utgör också ett stort problem för alternativa gravitationsteorier - eftersom de saknar mörk materia i halo, de förutspår ingen eller avsevärt för lite bromsning av ribban."

Vintergatan, som andra galaxer, tros vara inbäddad i en "halo" av mörk materia som sträcker sig långt bortom dess synliga kant.

Mörk materia är osynlig och dess natur är okänd, men dess existens härleds från galaxer som beter sig som om de var höljda i betydligt mer massa än vi kan se. Det tros finnas ungefär fem gånger så mycket mörk materia i universum som vanlig, synlig materia.

Alternativa gravitationsteorier som modifierad newtonsk dynamik avvisar idén om mörk materia, försöker istället förklara avvikelser genom att justera Einsteins allmänna relativitetsteori.

Vintergatan är en bomrad spiralgalax, med en tjock stång av stjärnor i mitten och spiralarmar som sträcker sig genom skivan utanför ribban. Stången roterar i samma riktning som galaxen.