Ogromna, usiana gwiazdami struktura faluje w Drodze Mlecznej

Odkrywcy nazwali ten dziwny obiekt Falą Radcliffe'a, ponieważ już w momencie odkrycia sprawiał wrażenie olbrzymiej, toczącej się przez Drogę Mleczną fali. Nazwa upamiętnia też Instytut Harvard Radcliffe, którego pracownicy jako pierwsi zauważyli strukturę. Wykryli ją trochę przez przypadek, podczas tworzenia mapy rozkładu pyłu w naszej Galaktyce w ramach projektu mającego na celu między innymi zmapowanie w trzech wymiarach położeń tak zwanych gwiezdnych żłobków w galaktycznym sąsiedztwie Słońca.

Odkrycie miało miejsce kilka lat temu. Nie sprawdzono wtedy dokładnie, jak gwiazdy należące do fali poruszają się w jej obrębie: jak szybko i w jakich dokładnie kierunkach. Wówczas naukowcy nie dysponowali po prostu danymi obserwacyjnymi wystarczająco dokładnymi, aby mogły one wykazać, że fala rzeczywiście porusza się… jak fala.

Teraz astronomowie na łamach czasopisma "Nature" (DOI: 10.1038/s41586-024-07127-3) przedstawili nowe dowody na to, że jest ona falą w jak najbardziej dosłownym, fizycznym znaczeniu. W nauce słowo "fala" oznacza pewne regularne zaburzenie, zmianę wartości jakiejś wielkości fizycznej, na przykład ciśnienia lub pola elektrycznego, rozprzestrzeniające się w danym środowisku. W tym przypadku mówimy o oscylującej w czasie fali złożonej z gazu i gwiazd: zawarte w niej gwiazdy na zmianę to wznoszą się ponad płaszczyznę dysku Drogi Mlecznej, to znowu opadają.

Można powiedzieć, że Fala Radcliffe'a jest największą znaną nam, pojedynczą strukturą zbudowaną z gazu. Rozciąga się na 9000 i ma głębokość 400 lat świetlnych. Średnica Drogi Mlecznej to około 100 tys. lat świetlnych, zatem ta gigantyczna fala przebiega przez blisko jedną dziesiątą część całej Galaktyki. W punkcie, w którym znajduje się najbliżej nas, jest oddalona od Układu Słonecznego o zaledwie 500 lat świetlnych. Dla porównania najbliższa Słońcu gwiazda, Proxima Centauri, jest od niego oddalona o 4,24 roku świetlnego, a najbliższa z innych galaktyk, czyli Galaktyka Andromedy, leży w odległości 2,5 mln lat świetlnych od nas.

Nieco więcej informacji o Fali Radcliffe'a udało się niedawno uzyskać z pomocą nowych danych zebranych przez sondę Europejskiej Agencji Kosmicznej o nazwie Gaia. Po ich wnikliwej inspekcji okazało się, że młode gromady gwiazd, które także wchodzą w skład fali, wznoszą się i opadają dokładnie według wzorca rozchodzącego się po Galaktyce ruchem falowym. Jeszcze ciekawsze jest to, fala zdaje się rozchodzić promieniście z samego centrum Drogi Mlecznej.

Dzięki ruchowi młodych gwiazd w obłokach gazowych rozłożonych wzdłuż fali można zatem prześledzić także ruch otaczającego je gazu i tym samym dowieść, że porusza się on jak fala. Nie wiadomo jednak wciąż, co wywołało bądź przez cały czas napędza Falę Radcliffe’a i dlaczego porusza się ona w taki, a nie inny sposób. Hipotezy mogące wyjaśniać jej istnienie dopiero teraz będą szczegółowo testowane. Obejmują one zarówno przyczyny wewnętrzne, czyli związane z Galaktyką, w tym eksplozje supernowych, jak i zaburzenia mogące pochodzić spoza Galaktyki. Do tych ostatnich zalicza się na przykład dawne zderzenie jakiejś galaktyki karłowatej z Drogą Mleczną.

Astronomowie mają zatem ciekawy obiekt, o którym wciąż niewiele wiadomo. Badania z pewnością będą kontynuowane. Lepsze zrozumienie Fali Radcliffe'a przyczyni się do pełniejszego zrozumienia naszej Galaktyki, w tym dynamiki jej ramion spiralnych. Pozostaje też pytanie, czy podobne fale oscylują i w innych galaktykach spiralnych.

Źródło: Space.com, Nature, fot. Ralf Konietzka, Alyssa Goodman, and WorldWide Telescope