유럽 우주국(ESA)의 가이아 우주 망원경의 새로운 데이터는 은하수 중심에서 바깥쪽으로 퍼지는 거대한 파동을 보여줍니다. 이 발견은 알려진 은하수의 회전과 원반 왜곡 외에도 물 속의 조약돌의 잔물결과 유사한 은하수에 대규모 잔물결이 있음을 보여줍니다.
지난 한 세기 동안 과학자들은 은하수의 별들이 중심을 중심으로 회전한다는 사실을 알아냈습니다. 가이아 임무는 이전에 이 별들의 속도와 움직임을 측정한 적이 있습니다. 1950년대 이래로 우리은하의 원반은 왜곡되어 있는 것으로 나타났습니다. 2020년에 가이아는 디스크가 시간이 지남에 따라 팽이처럼 흔들리는 것을 발견했습니다. 이제 새로운 데이터의 물결은 태양으로부터 수만 광년 내에 있는 은하수의 별들의 움직임을 파도가 주도하고 있음을 분명히 보여줍니다. 조약돌에 의해 발생하는 잔물결처럼, 이 은하 잔물결은 은하수 외부 디스크의 넓은 영역에 걸쳐 있습니다.
이러한 변동은 시각화에 표시됩니다. 빨간색과 파란색으로 표시된 수천 개의 별의 위치가 가이아 은하수 지도에 겹쳐져 있습니다. "평면도"에서 은하 원반의 한쪽은 위쪽으로 휘어지고 다른 쪽은 아래쪽으로 휘어져 있습니다(원반의 왜곡). 새로 발견된 요동은 빨간색 영역(원반 위의 별)과 파란색 영역(원반 아래의 별)으로 강조 표시됩니다. 가이아 우주 망원경은 타의 추종을 불허하는 정확도로 별의 3차원 위치와 속도를 얻을 수 있으며, 과학자들을 위한 "평면도" 및 "측면도" 파노라마 지도를 그릴 수 있습니다. 데이터에 따르면 이러한 변동은 은하수 중심에서 약 30,000~65,000광년 떨어진 별에 영향을 미치는 반면, 은하수는 지름이 약 100,000광년에 달합니다.
이러한 변동은 이탈리아 국립 천체 물리학 연구소(INAF)의 천문학자 Eloisa Poggio가 이끄는 과학 연구팀에 의해 처음 발견되었습니다. Eloisa는 Gaia가 변동의 3차원 공간 분포를 보여줄 뿐만 아니라 변동 영역에 있는 별의 역동적인 변화를 포착한다고 말했습니다. "가장 놀라운 점은 이 파동 구조가 우주에서 명확하게 볼 수 있을 뿐만 아니라 항성 운동의 분석에서도 파동 특성이 완벽하게 나타난다는 것입니다."
과학 연구팀은 은하수 측면에서 본 별들의 수직 운동도 분석해 수직 속도의 변동이 옆으로 약간 이동하는 것을 발견했는데, 이것이 변동의 특징이다. Eloisa는 이 현상을 경기장의 "인간 파동" 성능에 비유했습니다. 은하수의 시간 척도는 얼어붙은 인간 파동 장면처럼 극도로 깁니다. 별의 일부 지역은 서있는 군중과 비슷하지만(지도의 빨간색 영역) 가장 큰 상승 움직임을 보이는 지역은 파도를 환영하기 위해 일어서려는 군중과 비슷합니다.
연구자들은 이러한 움직임을 밝히기 위해 젊은 거성과 세페이드에 대한 가이아의 관측을 이용했습니다. 이 별들은 주기적으로 밝기가 변하며 장거리에 걸쳐 우주 망원경으로 추적할 수 있습니다. 젊은 별과 세페이드가 요동에 따라 움직이기 때문에 과학자들은 은하 원반의 가스도 이러한 대규모 요동에 참여할 수 있다고 믿습니다. 어린 별은 자신의 탄생 가스로부터 물려받은 변동에 대한 "기억"을 여전히 갖고 있을 수 있습니다.
이 은하 변동의 기원에 관해서는 과학자들은 아직 확실하지 않습니다. 과거 왜소은하와의 충돌이 하나의 설명일 수 있지만 추가 연구가 필요합니다. 태양으로부터 약 500광년 떨어져 있고 그 길이가 9,000광년에 달하는 은하수 근처에서 "래드클리프 파동"이라고 불리는 더 작은 파동 구조가 발견되었다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 하지만 이번에 발견된 '큰 파도'의 위치와는 달라 아직까지 연관성이 확인되지 않고 있다.
가이아의 네 번째 데이터 공개는 보다 정확한 별 위치와 움직임 정보, 특히 세페이드 변광성과 같은 변광성을 제공하고 과학자들에게 은하수에 대한 보다 완전한 지도를 제공하며 우리 은하계의 특성에 대한 추가 탐사와 이해를 촉진할 것입니다.