Trudno określić kształt naszej galaktyki. Tak trudne, że dopiero w ubiegłym stuleciu dowiedzieliśmy się, że Droga Mleczna jest tylko jedną galaktyką wśród miliardów. Nic więc dziwnego, że pomimo wszystkich naszych nowoczesnych teleskopów i statków kosmicznych, wciąż mapujemy kształt naszej galaktyki. Jednym z ciekawszych odkryć jest to, że Droga Mleczna jest “wypaczona”. Jednym z wyjaśnień tego jest to, że nasza galaktyka uległa kolizjom, ale nowe badania dowodzą, że jest to spowodowane przez ciemną materię.
Pierwszy dowód na to, że Droga Mleczna nie jest czysto płaskim dyskiem, pochodzi ze statku kosmicznego Gaia. Zmapował pozycje i ruchy ponad miliarda gwiazd, a na tej podstawie mamy pewne pojęcie o zewnętrznej strukturze naszych galaktyk. Po pierwsze, Droga Mleczna wydaje się rozciągać na zewnątrz bardziej niż myśleliśmy, a jej krawędź wydaje się mieć pofałdowaną strukturę. Dalsza analiza pokazuje również wypaczenie zewnętrznej krawędzi dysku galaktycznego. Ogólny konsensus jest taki, że są one spowodowane starożytnymi galaktycznymi kolizjami, takimi jak kolizja z galaktyką karłowatą Strzelca około 6 miliardów lat temu. Nowe badania dowodzą natomiast, że zakrzywione galaktyki, takie jak nasza, są spowodowane przez nachylone halo ciemnej materii.
Wiemy, że większość galaktyk, w tym nasza, jest otoczona masywnym halo ciemnej materii. Większość masy w galaktyce znajduje się w tym halo, więc halo może z czasem wpływać na strukturę galaktyk. Jeśli halo jest nachylone względem płaszczyzny galaktyki, efekty grawitacyjne halo mogą wykrzywić dysk galaktyczny. Pytanie brzmi, czy jest to wystarczająco znaczące lub powszechne, aby spowodować strukturę, którą widzimy w Drodze Mlecznej.
Autorzy zaczynają od przyjrzenia się danym z przebiegu TNG50 symulacji IllustrisTNG. Są to superkomputerowe symulacje ewolucji galaktyk, które obejmują ewolucję kosmologiczną i ciemną materię, a także szczegółowe oddziaływania magnetohydrodynamiczne. Na podstawie tych danych autorzy pokazują, że wewnętrzny obszar halo ciemnej materii może być znacznie nachylony w stosunku do płaszczyzny galaktyki i że mogą one być spowodowane zarówno galaktycznymi kolizjami, jak i bliskimi wypadnięciami między galaktykami. Orientacja halo może utrzymywać się przez miliardy lat, co jest wystarczająco długie, aby wywołać galaktyczne zakrzywienie.
Następnie zespół przyjrzał się archetypowej galaktyce w symulacji TNG50, mającej podobny rozmiar i wiek do Drogi Mlecznej, w tym utytułowane halo ciemnej materii. Opierając się na 6 miliardach lat symulowanej ewolucji, ostateczny wynik wykazał zauważalne podobieństwa między obserwowaną Drogą Mleczną a modelowaną galaktyką.
Astronomowie obserwowali inne galaktyki o zakrzywionej płaszczyźnie i istnieją pewne dowody na to, że aż połowa galaktyk spiralnych we Wszechświecie jest w pewnym stopniu zakrzywiona. Sugeruje to wpływ długoterminowych i powszechnych oddziaływań grawitacyjnych między galaktyką a jej skręconym halo. Oczywiście jest to tylko jedno badanie, więc potrzebne będą dalsze obserwacje i symulacje, aby zrozumieć szczegóły ewolucji galaktyk, takich jak Droga Mleczna.
