Med hjälp av ljusintensiva stjärnor har forskare skapat tredimensionella kartor över Vintergatan. Kartorna avslöjar att vi lever i en – bokstavligt talat – förvriden värld.

Mörka kvällar, långt från stadens ljus, går det att se att många stjärnor ligger utspridda som i ett vitt stråk, nästan som om någon spillt mjölk över himlavalvet. Framför allt på det södra halvklotet, där fenomenet på grund av jordaxelns lutning blir extra tydligt.

Det vi ser är vår egen galax, Vintergatan, eller Milky Way som den heter på engelska, och några av dess 200–400 miljarder stjärnor som ligger samlade i ett spiralliknande mönster, som i en mer eller mindre platt skiva. Spiralens diameter är cirka 120 000 ljusår och vårt eget solsystem – med jorden och alla planeter – ligger cirka 27 000 ljusår från galaxens mitt.

Fram till nu har dock bilden av vår egen galax främst byggt på indirekta mätningar, eller extrapoleringar från hur andra galaxer ser ut. Vår idé om Vintergatans utseende har alltså varit baserad på en rad antaganden snarare än konkreta observationer, varför det har varit svårt att veta exakt hur den ser ut.

Som en dimma

Men nu har två forskargrupper oberoende av varandra genomfört de mest detaljerade tredimensionella kartläggningarna av vår galax som gjorts hittills. Och resultatet förvånar. I stället för att vara en platt skiva, om än med lite olika tjocklek, visar kartläggningarna att Vintergatan är böjd i en S-liknande form.

Den första kartan som är utförd av kinesiska och australiska forskare presenterades i Nature Astronomy i februari, medan den andra, som nu presenteras i tidskriften Science, är utförd av polska forskare.

– Vår karta visar att Vintergatan inte är platt. I stället är den förvrängd och böjd. Detta är första gången vi har använt individuella objekt för att visa detta i tre dimensioner, säger en av forskarna bakom studien, Przemek Mróz vid Warszawa-universitetet, i en video till Science.

Att från jorden ta reda på hur den galax vi lever i ser ut är inte så lätt. Det bästa sättet vore naturligtvis att mäta avståndet till olika stjärnor eller stjärnhopar i förhållande till vår egen sol, och sedan pussla samman mätvärdena mellan dessa individuella objekt till en mer eller mindre komplett "karta". Problemet är dock de interstellära moln av stoft och gas som finns i den till synes tomma rymden och som, likt en dimma till havs, skymmer sikten.

Pulserande ljus

På sjön använder man fyrar vars ljusstarka sken tränger igenom dimman. I universum finns också ett slags fyrar: cepheider. En cepheid är en förhållandevis ung jätte- eller till och med superjättestjärna som lyser hundratals eller tusentals gånger starkare än vår egen sol. Men framför allt har cepheider den lite märkliga egenskapen att deras ljusstyrka varierar eller pulserar med en viss regelbundenhet. Poängen är att forskarna, med hjälp av dessa periodiska variationer, kan räkna ut cepheidens verkliga ljusstyrka, dess absoluta magnitud, och på så sätt även det exakta avståndet till den.

Och det är med hjälp av sådana cepheider, närmare bestämt 2 431 av dem, som de polska forskarna nu har skapat den mest detaljerade kartan av Vintergatan hittills. Resultatet visar alltså att vår spiralformade galax är böjd i en S-liknande form.

"Vi vet inte varför, men vi tror att den här böjningen orsakats av interaktioner med satellitgalaxer, små dvärggalaxer som är ganska vanliga i Vintergatans halo (området precis utanför galaxskivan)", skriver artikelns försteförfattare, Dorota Skowron, i ett mejl till TT. "Andra möjliga förklaringar är interaktioner med intergalaktisk gas eller mörk materia."

Två kartor

Med hjälp av cepheidernas pulserande ljus kan forskarna inte bara räkna ut avståndet till dem. Ljuset säger också något om deras ålder. På så sätt har de polska forskarna också lyckats göra en sorts åldersavbildning av Vintergatan som tydligt visar att de äldsta stjärnorna återfinns i galaxens ytterkanter, längst ute i spiralarmarna, medan de yngre finns närmare mitten. I ytterkanterna är det inte ovanligt att träffa på en cepheid som är närmare 400 miljoner år gammal, medan de i mitten "bara" har runt 30 miljoner år på nacken.

Den nu aktuella kartläggningen bekräftar alltså den som presenterades i februari, även om de australiska och kinesiska forskarna utgick från färre cepheider, 1 339 stycken i stället för 2 431. Slående är dock att även denna kartläggning visar att Vintergatan har en böjd, S-liknande, form. Denna forskning visade dessutom att Vintergatans utseende inte är stabilt. I stället blir vår galax alltmer förvrängd.

(Johan Nilsson/TT)