Unsere Milchstraße steht niemals still: Sie rotiert und wackelt. Und nun zeigen Daten des Weltraumteleskops Gaia der Europäischen Weltraumorganisation ESA, dass unsere Galaxie auch eine riesige Welle hat, die sich von ihrem Zentrum aus nach außen ausbreitet.
Eine Pressemitteilung der europäischen Raumfahrtagentur ESA.
Quelle: ESA/Science&Exploration/SpaceScience/Gaia, 30. September 2025
Seit etwa hundert Jahren wissen wir, dass sich die Sterne der Galaxie um ihr Zentrum drehen, und Gaia hat ihre Geschwindigkeiten und Bewegungen gemessen. Seit den 1950er Jahren wissen wir, dass die Scheibe der Milchstraße verbogen ist. Im Jahr 2020 entdeckte Gaia dann, dass diese Scheibe im Laufe der Zeit wackelt, ähnlich wie die Bewegung eines Kreisels.
Und nun ist klar geworden, dass eine große Welle die Bewegung der Sterne in unserer Galaxie über Entfernungen von Zehntausenden von Lichtjahren von der Sonne aus beeinflusst. Wie ein Stein, der in einen Teich geworfen wird und Wellen nach außen ausbreitet, erstreckt sich diese galaktische Welle von Sternen über einen großen Teil der äußeren Scheibe der Milchstraße.
Die unerwartete galaktische Welle ist in der rechten Abbildung dargestellt. Hier sind die Positionen Tausender heller Sterne in Rot und Blau auf den Gaia-Karten der Milchstraße eingezeichnet.
Auf dem linken Bild betrachten wir unsere Galaxie von „oben“. Auf der rechten Seite sehen wir einen vertikalen Ausschnitt der Galaxie und betrachten die Welle von der Seite. Diese Perspektive zeigt, dass sich die „linke” Seite der Galaxie nach oben und die „rechte” Seite nach unten krümmt (dies ist die Verformung der Scheibe). Die neu entdeckte Welle ist in Rot und Blau dargestellt: In den roten Bereichen liegen die Sterne oberhalb und in den blauen Bereichen unterhalb der verformten Scheibe der Galaxie.
Auch wenn kein Raumschiff über unsere Galaxie hinausfliegen kann, ermöglicht die einzigartig genaue Sicht von Gaia – in allen drei räumlichen Richtungen (3D) plus drei Geschwindigkeiten (auf uns zu und von uns weg sowie quer über den Himmel) – Wissenschaftlern die Erstellung dieser Karten von oben und von der Seite.
Daraus lässt sich erkennen, dass sich die Welle über einen großen Teil der galaktischen Scheibe erstreckt und Sterne in einer Entfernung von mindestens 30.000 bis 65.000 Lichtjahren vom Zentrum der Galaxie beeinflusst (zum Vergleich: Die Milchstraße hat einen Durchmesser von etwa 100.000 Lichtjahren).
„Was dies noch faszinierender macht, ist unsere Fähigkeit, dank Gaia auch die Bewegungen von Sternen innerhalb der galaktischen Scheibe zu messen“, sagt Eloisa Poggio, Astronomin am Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) in Italien, die das Team von Wissenschaftlern leitete, das die Welle entdeckt hat.
„Das Faszinierende daran ist nicht nur das visuelle Erscheinungsbild der Wellenstruktur im 3D-Raum, sondern auch ihr wellenartiges Verhalten, wenn wir die Bewegungen der Sterne innerhalb dieser Struktur analysieren.“
Die Bewegungen der Sterne werden durch die weißen Pfeile in der oben abgebildeten Seitenansicht der Milchstraße sichtbar gemacht. Auffällig ist, dass das Wellenmuster der vertikalen Bewegungen (dargestellt durch die Pfeile) gegenüber dem Wellenmuster, das durch die vertikalen Positionen der Sterne gebildet wird (angezeigt durch die Farben Rot/Blau), leicht horizontal verschoben ist.
„Dieses beobachtete Verhalten entspricht unseren Erwartungen an eine Welle“, erklärt Eloisa.
Stellen Sie sich eine „Welle“ vor, die von einer Menschenmenge in einem Stadion gemacht wird. Da galaktische Zeiträume viel länger sind als unsere, stellen Sie sich vor, Sie würden diese Stadionwelle in der Zeit eingefroren sehen, ähnlich wie wir die Milchstraße beobachten. Einige Personen würden aufrecht stehen, andere hätten sich gerade hingesetzt (als die Welle vorbeizog) und wieder andere würden sich darauf vorbereiten, aufzustehen (wenn die Welle sich ihnen nähert).
In dieser Analogie entsprechen die aufrecht stehenden Personen den rot gefärbten Bereichen in unseren Frontal- und Randkarten. Und wenn wir die Bewegungen betrachten, sind die Personen mit den größten positiven vertikalen Bewegungen (dargestellt durch die größten weißen Pfeile, die nach oben zeigen) diejenigen, die gerade beginnen aufzustehen, bevor die Welle sie erreicht.
Eloisa und ihre Kollegen konnten diese überraschende Bewegung aufspüren, indem sie die genauen Positionen und Bewegungen junger Riesenstern und Cepheidensterne untersuchten. Dabei handelt es sich um Sternarten, deren Helligkeit sich auf vorhersehbare Weise verändert und die mit Teleskopen wie Gaia über große Entfernungen hinweg beobachtet werden können.
Da sich junge Riesenstern und Cepheiden mit der Welle bewegen, vermuten die Wissenschaftler, dass auch das Gas in der Scheibe an dieser großräumigen Welle beteiligt sein könnte. Es ist möglich, dass junge Sterne die Erinnerung an die Welleninformationen aus dem Gas selbst, aus dem sie entstanden sind, bewahren.
Die Wissenschaftler kennen den Ursprung dieser galaktischen Erschütterungen nicht. Eine mögliche Erklärung könnte eine frühere Kollision mit einer Zwerggalaxie sein, aber sie müssen dies noch weiter untersuchen.
Die große Welle könnte auch mit einer kleineren Wellenbewegung in Verbindung stehen, die 500 Lichtjahre von der Sonne entfernt beobachtet wurde und sich über 9000 Lichtjahre erstreckt, der sogenannten Radcliffe-Welle.
„Die Radcliffe-Welle ist jedoch ein viel kleineres Filament und befindet sich in einem anderen Teil der Galaxienscheibe als die in unserer Arbeit untersuchte Welle (viel näher an der Sonne als die große Welle). Die beiden Wellen können miteinander in Verbindung stehen oder auch nicht. Deshalb möchten wir weitere Forschungen durchführen“, fügt Eloisa hinzu.
„Die bevorstehende vierte Datenveröffentlichung von Gaia wird noch genauere Positionen und Bewegungen der Sterne der Milchstraße enthalten, darunter auch variable Sterne wie Cepheiden. Dies wird Wissenschaftlern helfen, noch bessere Karten zu erstellen und damit unser Verständnis dieser charakteristischen Merkmale unserer Heimatgalaxie zu verbessern“, sagt Johannes Sahlmann, Gaia-Projektwissenschaftler der ESA.
„The great wave: Evidence of a large-scale vertical corrugation propagating outwards in the Galactic disc” von E. Poggio et al. wurde in der Fachzeitschrift Astronomy and Astrophysics veröffentlicht. https://doi.org/10.1051/0004-6361/202451668
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