Quand la plupart d'entre nous imaginent la forme de la Voie lactée, la galaxie qui contient notre propre soleil et des centaines de milliards d'autres étoiles, on pense à une masse centrale entourée d'un disque plat d'étoiles qui tournent autour d'elle. Cependant, les astronomes savent que plutôt que d'être symétrique, la structure du disque est déformée, plus comme le bord d'un fedora, et que les bords déformés se déplacent constamment autour du bord extérieur de la galaxie.

"Si vous avez déjà vu le public faire une vague dans un stade, c'est très similaire à ce concept, " dit Xinlun Cheng, un étudiant diplômé en astronomie de l'University of Virginia's College et de la Graduate School of Arts &Sciences. "Chaque membre du public se lève puis s'assoit au bon moment et dans le bon ordre pour créer la vague qui fait le tour du stade. C'est exactement ce que font les étoiles de notre galaxie. Seulement dans ce cas, alors que l'onde fait le tour du disque de la galaxie, le disque de la galaxie tourne également autour du centre de la galaxie. Pour ce qui est de l'analogie avec les fans de sport, c'est comme si le stade lui-même tournait aussi."

Ce qui a causé cette déformation a fait l'objet d'un débat. Certains chercheurs suggèrent que le phénomène est le résultat de l'instabilité de la galaxie elle-même, tandis que d'autres affirment qu'il s'agit du vestige d'une collision avec une autre galaxie dans un passé lointain.

Un article récent publié dans le Journal d'astrophysique par Cheng, qui étudie les mouvements des astres, et ses collègues, Borja Anguiano, chercheur associé post-doctoral à l'UVA, et Steve Majewski, professeur au Département d'astronomie du Collège, peut enfin mettre fin à ce débat.

Grâce aux données de l'observatoire spatial Gaia, un satellite lancé en 2013 par l'Agence spatiale européenne pour mesurer les positions, distances et mouvements de milliards d'étoiles et informations d'APOGEE, un spectrographe infrarouge développé par UVA pour examiner la composition chimique et les mouvements des étoiles, les astronomes ont désormais les outils pour observer les mouvements des étoiles de la Voie lactée avec un degré de précision sans précédent.

"En combinant les informations de l'instrument APOGEE avec les informations du satellite Gaia, nous commençons à comprendre comment se déplacent les différents composants de la galaxie, " dit Anguiano, qui s'intéresse à la fois aux mouvements de ces composants et aux phénomènes qui ont pu provoquer à l'origine ces mouvements.

"Il est désormais possible de caractériser ces mouvements avec une précision sans précédent grâce à la précision et à la robustesse statistique de l'immense catalogue d'étoiles sondé par le satellite Gaia, " expliqua Majewski. " Pendant ce temps, notre propre grande base de données de chimies stellaires générée par APOGEE nous donne la capacité unique d'inférer les âges stellaires. Cela nous permet d'explorer comment des étoiles d'âges différents participent à la chaîne et nous permet de déterminer quand elle a été créée. Sachant cela, alors, nous donne une idée de la raison pour laquelle il a été créé.

En utilisant ces données, Cheng et ses collègues ont développé un modèle qui caractérise les paramètres du warp galactique, où il commence dans le disque externe, la vitesse à laquelle la chaîne se déplace et la forme de la chaîne. Le modèle les a aidés à déterminer que la chaîne, qui n'affecte pas notre propre soleil, mais passe notre système solaire maintenant à des vitesses qui lui permettent de faire une rotation complète autour de la galaxie tous les 450 millions d'années, n'est pas le résultat de la propre masse interne de la Voie lactée. Au lieu, c'est la relique du tiraillement gravitationnel sur le disque de la Voie Lactée par le passage à proximité d'une galaxie satellite, peut-être la galaxie sphéroïdale naine du Sagittaire, il y a environ 3 milliards d'années.

"Nous pouvons encore voir le disque de notre galaxie trembler en conséquence, ", a déclaré Anguiano.

Les données que l'équipe a collectées à partir des nouveaux outils disponibles pour les astronomes ne sont peut-être que le début d'une nouvelle vague de découvertes sur notre univers et comment il est né.

"Nous entrons dans une ère de l'astronomie, surtout en astronomie galactique, dans lequel nous mesurons le mouvement des étoiles à un niveau de précision tel que nous pouvons cartographier leurs trajectoires orbitales passées et commencer à comprendre comment elles ont pu être affectées à des époques antérieures et comment d'autres galaxies approchant la nôtre ont interagi avec les étoiles telles qu'elles étaient être né, " a déclaré Anguiano. " Ce niveau de précision a ouvert une nouvelle porte pour comprendre le passé de notre galaxie et comment elle a été assemblée. "

L'article, "Explorer le Warp Galactique à travers les Asymétries dans la Cinématique du Disque Galactique, " par Cheng et ses collègues, a été publié dans le numéro de décembre du Journal d'astrophysique .