欧州宇宙機関（ESA）のガイア宇宙望遠鏡からの新しいデータは、天の川銀河の中心から外側に広がる巨大な変動の波を明らかにした。この発見は、天の川の既知の回転と円盤の歪みに加えて、水の中の小石の波紋に似た大規模な波紋が天の川に存在することを示しています。

過去 1 世紀ほどにわたって、科学者たちは天の川の星がその中心の周りを回転していることを突き止めてきました。ガイア計画は以前にこれらの星の速度と動きを測定しました。 1950年代以来、天の川銀河の円盤が歪んでいることが示されてきました。 2020年、ガイアは円盤が時間の経過とともにコマのように揺れることも発見した。現在、新たなデータの波は、太陽から数万光年以内にある天の川銀河の星の運動を波が引き起こしていることを明確に示しています。小石によって引き起こされる波紋のように、この銀河の波紋は天の川銀河の外円盤の広い範囲に広がっています。

この変動は視覚化で示され、赤と青でマークされた何千もの星の位置がガイア天の川の地図に重ねられます。 「上面図」では、天の川の円盤の片側が上に曲がり、もう一方の側が下に曲がっており（円盤の歪み）、新たに発見された変動が赤い部分（円盤の上の星）と青い部分（円盤の下の星）で強調表示されます。ガイア宇宙望遠鏡は、比類のない精度で星の 3 次元の位置と速度を取得し、科学者向けにそのような「上から見た」および「横から見た」パノラマ地図を描くことができます。データによると、この変動は天の川銀河の中心から約3万光年から6万5千光年離れた星に影響を及ぼしているが、天の川銀河の直径は約10万光年である。

この変動は、イタリア国立天体物理学研究所（INAF）の天文学者エロイーザ・ポッジョ率いる科学研究チームによって初めて発見された。エロイーザ氏は、ガイアはゆらぎの三次元空間分布を明らかにするだけでなく、ゆらぎゾーンにある星のダイナミックな変化も捉えていると語った。 「最も驚くべきことは、この波の構造が宇宙ではっきりと見えるだけでなく、星の運動の分析でも波の特徴を完全に示していることです。」

科学研究チームはまた、天の川を横から見た星の鉛直運動を分析したところ、鉛直速度の変動がわずかに横にずれていることが、変動の特徴であることを発見した。エロイーザはこの現象をスタジアムでの「人海」のパフォーマンスに例えました。天の川の時間スケールは非常に長く、凍った人海のように見えます。星の一部の領域は立っている群衆に似ています (地図上の赤い領域) が、最大の上向きの動きを示している領域は、波を迎えるために立ち上がろうとしている群衆に似ています。

研究者らは、ガイアによる若い巨星とセファイドの観測を利用して、この動きを明らかにした。これらの星は周期的に明るさが変化するため、宇宙望遠鏡で長距離を追跡することができます。若い星やセファイドは変動に伴って移動するため、科学者は銀河円盤内のガスもこの大規模な変動に関与している可能性があると考えています。若い星は、誕生ガスから受け継いだ変動の「記憶」をまだ保持している可能性があります。

この銀河変動の起源については、科学者たちはまだ確信を持っていません。過去に矮小銀河と衝突したことが一つの説明になるかもしれないが、さらなる研究が必要である。注目に値するのは、太陽から約500光年離れ、9,000光年まで伸びる天の川銀河の近くで、「ラドクリフ波」と呼ばれるより小さな波構造が発見されたことです。ただし、今回発見された「大波」の発生場所とは異なり、関連性はまだ検証されていない。

ガイアによる4回目のデータ公開は、より正確な星の位置と運動情報、特にセファイド変光星のような変光星をもたらし、科学者に天の川のより完全な地図を提供し、我々のさらなる探査と銀河の故郷の特徴の理解を促進するだろう。