Naša galaksija daleko je od statične strukture. Rotira se, iskrivljuje i oscilira, a zahvaljujući novim podacima Europske svemirske agencije (ESA) s teleskopa Gaia, znanstvenici su otkrili još jedno iznenađenje: kroz disk Mliječne staze širi se golemi val koji se iz središta galaksije propagira prema van.
Već gotovo jedno stoljeće znamo da se zvijezde kreću oko galaktičkog središta, a Gaia je omogućila precizno mjerenje njihovih brzina i smjera gibanja. Od 1950‑ih poznato je da je disk Mliječne staze deformiran, a 2020. je pokazano kako i oscilira, poput zvrka u rotaciji. Sada je jasno da se i kretanje zvijezda udaljenih desecima tisuća svjetlosnih godina od Sunca oblikuje u obrasce nalik velikom valu. Baš kao što bačeni kamen stvara krugove na vodi, tako se ovaj galaktički val proteže kroz gole prostore vanjskog diska Mliječne staze.
Val od desecima tisuća svjetlosnih godina
Na vizualizacijama misije Gaia položaji tisuća mladih i sjajnih zvijezda prikazani su crvenom i plavom bojom. U “pogledu odozgo” jasno se vidi kako je lijeva strana galaktičkog diska zakrivljena prema gore, a desna prema dolje, rezultat već poznatog iskrivljenja strukture diska. Novi val posebno se izdvaja jer otkriva da u crvenim regijama zvijezde leže iznad, a u plavim ispod tog zakrivljenog diska.
Ono što Gaiu čini jedinstvenom jest sposobnost iznimno preciznog mjerenja u tri prostorne dimenzije te u tri komponente brzine, približavanja, udaljavanja i pomicanja po nebu. Zahvaljujući toj točnosti znanstvenici prvi put mogu izraditi detaljne karte Mliječne staze, kako iz “top-down” perspektive, tako i u presjeku “iz profila”, te prepoznati obrasce koji su dosad ostajali skriveni.
Pokazalo se da se val proteže kroz golemo područje galaktičkog diska, obuhvaćajući zvijezde udaljene približno 30 do 65 tisuća svjetlosnih godina od središta. Za usporedbu, promjer cijele Mliječne staze iznosi oko 100 tisuća svjetlosnih godina.
“Ono što ovo otkriće čini posebno uvjerljivim jest mogućnost da, zahvaljujući Gaii, mjerimo ne samo položaje nego i gibanja zvijezda u galaktičkom disku,” objašnjava Eloisa Poggio, astronomkinja s Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) u Italiji i voditeljica istraživačkog tima.
“Zanimljivo je ne samo promatrati oblik vala u trodimenzionalnom prostoru, već i prepoznati njegovo valovito ponašanje kada analiziramo brzine gibanja zvijezda.”
U bočnom pogledu na galaksiju ova se pojava prikazuje kao uzorak u kojem su vertikalna gibanja zvijezda (označena bijelim strelicama) blago pomaknuta u odnosu na njihov prostorni raspored (prikazan crveno-plavim uzorkom). “Takvo ponašanje u potpunosti odgovara onome što očekujemo od vala,” naglašava Poggio.
Kozmički val
Istraživači pojavu uspoređuju s poznatim “valom” na tribinama tijekom sportskih događaja. Kako bi se fenomen lakše razumio u razmjerima vremena jedne galaksije, potrebno ga je zamisliti kao da je taj pokret publike zaustavljen u jednom trenutku: neki gledatelji već stoje, neki upravo sjedaju nakon što je val prošao, dok se drugi tek pripremaju ustati.
U toj usporedbi, crveno označena područja na kartama odgovaraju zvijezdama koje se nalaze u najvišoj točki vala, dok najveće bijele strelice prema gore označavaju one koje se tek podižu, odnosno zvijezde koje svojim gibanjem odražavaju dolazak vala.
Za preciznu analizu tog gibanja znanstvenici su iskoristili položaje i brzine mladih divovskih zvijezda te cefeida, posebne vrste promjenjivih zvijezda čija se periodična promjena sjaja može pouzdano detektirati na velikim udaljenostima.
Budući da mlade zvijezde i cefeide osciliraju sinkrono s valom, istraživači pretpostavljaju da u tom valnom gibanju sudjeluje i međuzvjezdani plin u disku galaksije. Zvijezde nastale iz tog plina, ističu znanstvenici, zadržavaju ‘sjećanje’ na uvjete u kojima su se formirale.
Nepoznato podrijetlo vala
Izvor ove goleme oscilacije zasad ostaje nepoznat. Jedno od mogućih objašnjenja jest da je Mliječna staza u prošlosti doživjela sudar s patuljastom galaksijom koji je proizveo poremećaj u disku. Druga opcija je da bi fenomen mogao biti povezan s tzv. Radcliffeovim valom, manjom valovitom strukturom koja se proteže na oko 9 tisuća svjetlosnih godina, a nalazi se na udaljenosti od samo 500 svjetlosnih godina od Sunca.
“Radcliffeov val ipak je mnogo manji filament i smješten je u posve drugom dijelu galaktičkog diska, znatno bliže Suncu nego val koji smo mi proučavali. Veza među njima zasad nije jasna, stoga planiramo dodatna istraživanja,” pojašnjava Eloisa Poggio.
O budućim istraživanjima govorio je i Johannes Sahlmann, znanstvenik ESA-inog Gaia projekta: “U nadolazećem četvrtom setu podataka Gaia će sadržavati još preciznije položaje i gibanja zvijezda Mliječne staze, uključujući promjenjive zvijezde poput cefeida. To će omogućiti izradu naprednijih karata i produbiti naše razumijevanje ovih osobitih pojava u našoj galaksiji.”
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
