Nieuwe gegevens van de Gaia-ruimtetelescoop van het European Space Agency (ESA) onthullen een enorme golf van fluctuaties die zich vanuit het centrum van de Melkweg naar buiten verspreidt. Deze ontdekking laat zien dat er, naast de bekende rotatie en schijfvervorming van de Melkweg, grootschalige rimpelingen in de Melkweg voorkomen die lijken op de rimpelingen van een kiezelsteen in water.

De afgelopen eeuw hebben wetenschappers vastgesteld dat de sterren van de Melkweg rond het centrum draaien. De Gaia-missie heeft eerder de snelheid en beweging van deze sterren gemeten. Sinds de jaren vijftig is aangetoond dat de schijf van de Melkweg vervormd is. In 2020 ontdekte Gaia ook dat de schijf in de loop van de tijd als een tol zou zwaaien. Nu laat een nieuwe golf van gegevens duidelijk zien dat een golf de bewegingen van sterren in de Melkweg binnen tienduizenden lichtjaren van de zon aanstuurt. Net als rimpelingen veroorzaakt door een kiezelsteen, omspant deze galactische rimpel een groot deel van de buitenste schijf van de Melkweg.

Deze fluctuatie wordt weergegeven in een visualisatie: de posities van duizenden sterren, gemarkeerd in rood en blauw, worden over een kaart van de Gaia Melkweg heen gelegd. In het 'bovenaanzicht' buigt de ene kant van de schijf van de Melkweg naar boven en de andere kant naar beneden (een vervorming van de schijf), en worden de nieuw ontdekte fluctuaties benadrukt door rode gebieden (sterren boven de schijf) en blauwe gebieden (sterren onder de schijf). De Gaia-ruimtetelescoop kan de driedimensionale positie en snelheid van sterren met ongeëvenaarde nauwkeurigheid bepalen, en zo'n panoramische kaart van bovenaanzicht en zijaanzicht voor wetenschappers tekenen. Uit de gegevens blijkt dat deze fluctuatie gevolgen heeft voor sterren op een afstand van 30.000 tot 65.000 lichtjaar van het centrum van de Melkweg, terwijl de Melkweg ongeveer 100.000 lichtjaar in doorsnede is.

Deze fluctuatie werd voor het eerst ontdekt door een wetenschappelijk onderzoeksteam onder leiding van astronoom Eloisa Poggio van het Italiaanse Nationale Instituut voor Astrofysica (INAF). Eloisa zei dat Gaia niet alleen de driedimensionale ruimtelijke verdeling van fluctuaties onthult, maar ook de dynamische veranderingen van sterren in de fluctuatiezone vastlegt. "Het meest opvallende is dat deze golfstructuur niet alleen duidelijk zichtbaar is in de ruimte, maar dat de analyse van de beweging van sterren ook volledig golfkarakteristieken vertoont."

Het wetenschappelijke onderzoeksteam analyseerde ook de verticale beweging van sterren in het zijaanzicht van de Melkweg en ontdekte dat de fluctuaties in de verticale snelheid enigszins lateraal verschoven zijn, wat kenmerkend is voor de fluctuaties. Eloisa vergeleek dit fenomeen met de 'menselijke golf'-voorstelling in een stadion: de tijdschaal van de Melkweg is extreem lang, als een bevroren menselijke golfscène. Sommige delen van de ster lijken op een staande menigte (de rode gebieden op de kaart), terwijl gebieden met de grootste opwaartse beweging lijken op een menigte die op het punt staat op te staan ​​om de golf te verwelkomen.

De onderzoekers gebruikten Gaia's observaties van jonge reuzensterren en Cepheïden om deze beweging te onthullen. Deze sterren veranderen periodiek van helderheid en kunnen door ruimtetelescopen over lange afstanden worden gevolgd. Omdat jonge sterren en Cepheïden met de fluctuaties meebewegen, denken wetenschappers dat gas in de galactische schijf ook aan deze grootschalige fluctuaties kan deelnemen. Jonge sterren kunnen nog steeds een ‘herinnering’ hebben aan fluctuaties die zij hebben geërfd van hun geboortegas.

Wat de oorsprong van deze galactische fluctuatie betreft, weten wetenschappers nog niet zeker. Botsingen uit het verleden met dwergstelsels kunnen een verklaring zijn, maar verder onderzoek is nodig. Het is vermeldenswaard dat er een kleinere golfstructuur genaamd "Radcliffe Wave" is ontdekt nabij de Melkweg, die ongeveer 500 lichtjaar verwijderd is van de zon en zich uitstrekt tot 9.000 lichtjaar. Het verschilt echter van de locatie van de "grote golf" die deze keer is ontdekt, en het verband moet nog worden geverifieerd.

Gaia's vierde ronde van het vrijgeven van gegevens zal nauwkeurigere informatie over de positie en beweging van sterren opleveren, vooral variabele sterren zoals Cepheid-variabelen, wetenschappers voorzien van een completere kaart van de Melkweg, en onze verdere verkenning en begrip van de kenmerken van ons galactische thuis bevorderen.