Wissenschaftler wissen nicht, warum – aber eine gewaltige Welle zieht sich durch die Milchstraße

Eine neue Analyse von Daten der Gaia-Mission der Europäischen Weltraumorganisation ESA hat einen unerwarteten Einblick darin gegeben, wie sich unsere Galaxie verhält.

Astronomen wussten bereits, dass sich die Milchstraße dreht und neigt, doch die jüngsten Erkenntnisse deuten auf eine weitreichende, wellenartige Bewegung hin, die sich über ihre Scheibe ausbreitet.

Seit Jahrzehnten kartieren Wissenschaftler die Umlaufbahnen der Sterne um das galaktische Zentrum. Gaias Präzision ermöglichte es den Forschern, dieses Bild zu verfeinern und im Jahr 2020 zu bestätigen, dass die Scheibe selbst langsam oszilliert.

Nun hat dieselbe Mission ein neues Muster aufgedeckt: eine großflächige Welle, die sich über Zehntausende von Lichtjahren nach außen bewegt.

Eine sich verändernde Scheibe

Laut ESA-Berichterstattung über die Studie verhält sich die Welle wie konzentrische Kreise, die sich von einem ins Wasser geworfenen Stein ausbreiten – nur dass es sich in diesem Fall um gewaltige Sternpopulationen handelt, weit außerhalb der Nachbarschaft der Sonne.

Visualisierungen, die aus Gaias Messungen erstellt wurden, zeigen rote und blaue Bereiche, die markieren, wo Sterne oberhalb oder unterhalb der verbogenen Scheibe liegen.

Forscher kombinierten Draufsichten und Seitenansichten, um zu kartieren, wie sich die Scheibe krümmt.

Die linke Hälfte der Milchstraße wölbt sich nach oben, während die gegenüberliegende Seite nach unten zeigt, und die neu identifizierte Welle verläuft entlang dieser verzerrten Ebene.

Die Struktur erstreckt sich über etwa 30.000 bis 65.000 Lichtjahre vom Zentrum – einen erheblichen Teil der rund 100.000 Lichtjahre breiten Galaxie.

Bewegung in der Karte

Eloisa Poggio vom italienischen Nationalen Institut für Astrophysik, die das Forschungsteam leitete, sagte der ESA, dass Gaias Fähigkeit, vollständige 3D-Positionen und -Bewegungen zu erfassen, ausschlaggebend gewesen sei.

„Was das Ganze noch überzeugender macht, ist unsere Fähigkeit, dank Gaia auch die Bewegungen der Sterne innerhalb der galaktischen Scheibe zu messen“, sagte sie in einem Beitrag der ESA.

Die Gruppe verglich die Positionen der Sterne mit ihren vertikalen Bewegungen. Weiße Pfeile, die diese Bewegungen markieren, erscheinen leicht versetzt zu den roten und blauen Bereichen – ein Muster, das Poggio als typisch für Wellenbewegungen beschrieb.

Sie verglich den Effekt mit einer Stadionwelle: einige Menschen stehen auf, andere setzen sich, wieder andere bereiten sich auf die Bewegung vor.

Auf der Suche nach einer Ursache

Um die Störung zu verfolgen, konzentrierte sich das Team auf junge Riesensterne und Cepheiden, deren regelmäßige Helligkeitsschwankungen Gaia helfen, sie über große Entfernungen hinweg zu erkennen.

Ihre Bewegung legt nahe, dass auch Gas in der Scheibe mit der Welle wandern könnte und so eine „Erinnerung“ an die Bewegung bewahrt, während neue Sterne entstehen.

Der Ursprung der Oszillation wird weiterhin untersucht. Die ESA weist darauf hin, dass eine frühere Begegnung mit einer kleineren Galaxie eine Möglichkeit ist, auch wenn die Beweislage unvollständig bleibt.

Forscher prüfen außerdem, ob die Struktur mit der deutlich kleineren Radcliffe-Welle in Sonnennähe zusammenhängen könnte, doch die Verbindung ist ungewiss.

Wie es weitergeht

Johannes Sahlmann, Gaia-Projektwissenschaftler bei der ESA, sagte, dass die bevorstehende vierte Datenveröffentlichung der Mission die Positionen und Bewegungen der Sterne weiter präzisieren werde – möglicherweise so weit, dass sich zeigt, wie diese Strukturen entstanden sind und ob sich noch weitere Wellen in der Scheibe der Milchstraße verbergen.

Die Studie über die Entdeckung können Sie in Astronomy & Astrophysics lesen (öffnet sich in einem neuen Tab).

Quellen: ESA, Missionsberichte und Forschungszusammenfassungen, Science Daily