De nouvelles données du télescope spatial Gaia de l'Agence spatiale européenne (ESA) révèlent une énorme vague de fluctuations se propageant vers l'extérieur depuis le centre de la Voie lactée. Cette découverte montre qu'en plus de la rotation et de la distorsion connues du disque de la Voie Lactée, il existe des ondulations à grande échelle dans la Voie Lactée qui ressemblent aux ondulations d'un caillou dans l'eau.
Au cours du siècle dernier, les scientifiques ont déterminé que les étoiles de la Voie lactée tournaient autour de son centre. La mission Gaia a déjà mesuré la vitesse et le mouvement de ces étoiles. Depuis les années 1950, il a été démontré que le disque de la Voie lactée était déformé. En 2020, Gaia a également découvert que le disque se balancerait avec le temps comme une toupie. Aujourd’hui, une nouvelle vague de données montre clairement qu’une onde entraîne les mouvements des étoiles de la Voie Lactée à des dizaines de milliers d’années-lumière du soleil. Comme les ondulations provoquées par un caillou, cette ondulation galactique s'étend sur une grande partie du disque externe de la Voie lactée.
Cette fluctuation est représentée dans une visualisation : les positions de milliers d'étoiles, marquées en rouge et bleu, sont superposées sur une carte de la Voie lactée Gaia. Dans la « vue de dessus », un côté du disque de la Voie lactée s'incurve vers le haut et l'autre vers le bas (une distorsion du disque), et les fluctuations nouvellement découvertes sont mises en évidence par des zones rouges (étoiles au-dessus du disque) et des zones bleues (étoiles au-dessous du disque). Le télescope spatial Gaia peut obtenir la position tridimensionnelle et la vitesse des étoiles avec une précision inégalée, et dessiner une telle carte panoramique « vue de dessus » et « vue latérale » pour les scientifiques. Les données montrent que cette fluctuation affecte les étoiles situées à environ 30 000 à 65 000 années-lumière du centre de la Voie lactée, alors que la Voie lactée a un diamètre d'environ 100 000 années-lumière.
Cette fluctuation a été découverte pour la première fois par une équipe de recherche scientifique dirigée par l'astronome Eloisa Poggio de l'Institut national italien d'astrophysique (INAF). Eloisa a déclaré que Gaia révèle non seulement la distribution spatiale tridimensionnelle des fluctuations, mais capture également les changements dynamiques des étoiles dans la zone de fluctuation. "La chose la plus frappante est que non seulement cette structure ondulatoire est clairement visible dans l'espace, mais que l'analyse du mouvement stellaire présente également complètement les caractéristiques des vagues."
L'équipe de recherche scientifique a également analysé le mouvement vertical des étoiles dans la vue latérale de la Voie lactée et a constaté que les fluctuations de la vitesse verticale sont légèrement décalées latéralement, ce qui est caractéristique des fluctuations. Eloisa a comparé ce phénomène à la représentation de la « vague humaine » dans un stade : l'échelle de temps de la Voie Lactée est extrêmement longue, comme une scène de vague humaine figée. Certaines zones de l'étoile ressemblent à une foule debout (les zones rouges sur la carte), tandis que les zones présentant le plus grand mouvement ascendant ressemblent à une foule sur le point de se lever pour accueillir la vague.
Les chercheurs ont utilisé les observations de Gaia sur de jeunes étoiles géantes et des Céphéides pour révéler ce mouvement. Ces étoiles changent périodiquement de luminosité et peuvent être suivies par des télescopes spatiaux sur de longues distances. Étant donné que les jeunes étoiles et les Céphéides se déplacent avec les fluctuations, les scientifiques pensent que le gaz présent dans le disque galactique pourrait également participer à ces fluctuations à grande échelle. Les jeunes étoiles peuvent encore conserver une « mémoire » des fluctuations héritées de leur gaz génésique.
Quant à l’origine de cette fluctuation galactique, les scientifiques n’en sont pas encore sûrs. Les collisions passées avec des galaxies naines pourraient être une explication, mais des recherches plus approfondies sont nécessaires. Il convient de noter qu'une structure d'onde plus petite appelée « onde de Radcliffe » a été découverte près de la Voie lactée, qui se trouve à environ 500 années-lumière du soleil et s'étend jusqu'à 9 000 années-lumière. Cependant, il est différent de l'emplacement de la « grande vague » découvert cette fois, et la connexion n'a pas encore été vérifiée.
La quatrième série de publications de données de Gaia apportera des informations plus précises sur la position et le mouvement des étoiles, en particulier sur les étoiles variables telles que les variables céphéides, fournira aux scientifiques une carte plus complète de la Voie lactée et favorisera notre exploration et notre compréhension plus approfondies des caractéristiques de notre foyer galactique.