تاکنون، تقریباً غیرممکن بوده است که از میان میلیون‌ها ستاره نزدیک به یک خوشه، ستاره‌هایی که متعلق به دم آن هستند، تعیین شود. برای این کار باید سرعت، جهت حرکت و سن هر یک از این اجسام را بررسی کنید.
یک تیم بین المللی از اخترفیزیکدانان در حین تجزیه و تحلیل خوشه های ستاره ای خاص به کشفی گیج کننده دست یافته اند که چالش برانگیز است. قوانین گرانش نیوتن. مشاهدات، با این حال، با پیش بینی های نظریه جایگزین گرانش سازگار است. با این حال، این موضوع در بین کارشناسان بحث برانگیز است.
به اصطلاح خوشه های ستاره ای باز موضوع مطالعه دانشگاهیان بود. اینها زمانی ایجاد می شوند که یک بزرگ باشد ابر گازیکه شامل هزاران ستاره است، به سرعت ستارگان را به دنیا می آورد. بقایای ابر گازی با "اشتعال" ورود کیهانی منفجر می شوند. در طی این روش، خوشه به طور قابل توجهی رشد می کند. این منجر به یک صورت فلکی شل از چند ده تا چند هزار ستاره می شود. این خوشه توسط نیروهای گرانشی ضعیف بین آنها کنار هم نگه داشته می شود.
پروفسور دکتر پاول کروپا از موسسه پرتو و فیزیک هسته ای هلمهولتز در دانشگاه بن گفت: «در بیشتر موارد، باز خوشه های ستاره ای تنها چند صد میلیون سال قبل از حل شدن آنها زنده می مانند. در این فرآیند، آنها به طور منظم ستاره هایی را از دست می دهند که در دو به اصطلاح "دم جزر و مدی" جمع می شوند. یکی از این دم ها هنگام حرکت در فضا به پشت خوشه کشیده می شود. در مقابل، دیگری مانند یک سر نیزه رهبری را به دست می گیرد.»
دکتر یان پفلام آلتنبرگ از موسسه پرتو و فیزیک هسته‌ای هلمهولتز گفت: طبق قوانین گرانش نیوتن، این یک موضوع شانسی است که یک ستاره گمشده در کدام یک از دم ها قرار می گیرد. بنابراین هر دو دم باید تقریباً دارای همان تعداد ستاره باشند. با این حال، در کارمان، می‌توانیم برای اولین بار ثابت کنیم که این درست نیست: در خوشه‌هایی که مطالعه کردیم، دم جلویی همیشه دارای تعداد قابل توجهی ستاره‌های نزدیکی نسبت به دم عقب است.
© گرافیک: AG Kroupa/Uni Bonn
با توسعه روشی جدید، دانشمندان توانستند روشی ابداع کنند که به او امکان می داد برای اولین بار ستاره های دم را به دقت بشمارد.
دکتر ترزا جرابکووا، یکی از نویسندگان مقاله، گفت: «تاکنون پنج خوشه باز در نزدیکی ما بررسی شده است، از جمله چهار مورد توسط ما. وقتی همه داده ها را تجزیه و تحلیل کردیم، با تئوری فعلی با تناقض مواجه شدیم. داده‌های بررسی دقیق از مأموریت فضایی گایا ESA برای این امر ضروری بود.
کروپا گفت، «در مقابل، داده‌های رصدی با نظریه‌ای که در میان کارشناسان با نام اختصاری MOND («دینامیک نیوتنی اصلاح‌شده») مطابقت دارد، بسیار بهتر است. به زبان ساده، طبق گفته MOND، ستاره ها می توانند یک خوشه را از دو در متفاوت خارج کنند. یکی به دم جزر و مدی عقب منتهی می شود، دیگری به جلو. با این حال، اولی بسیار باریکتر از دومی است – بنابراین احتمال اینکه ستاره ای از طریق آن خوشه را ترک کند کمتر است. از سوی دیگر، نظریه گرانش نیوتن پیش‌بینی می‌کند که هر دو در باید یک عرض داشته باشند.
دکتر Ingo Thies که نقش کلیدی در شبیه سازی های مربوطه داشت گفت:, «نتایج به طرز شگفت انگیزی با مشاهدات مطابقت دارد. با این حال، مجبور شدیم به روش‌های محاسباتی نسبتاً ساده متوسل شویم. ما فاقد ابزارهای ریاضی برای تجزیه و تحلیل دقیق تر تغییرات اصلاح شده هستیم دینامیک نیوتنی"
با این وجود، شبیه‌سازی‌ها از جنبه دیگری نیز با مشاهدات منطبق شدند: آنها پیش‌بینی کردند که خوشه‌های ستاره‌ای باز معمولاً چه مدت باید زنده بمانند. و این بازه زمانی به طور قابل توجهی کمتر از آنچه طبق قوانین نیوتن انتظار می رود است. این رازی را توضیح می دهد که برای مدت طولانی شناخته شده است. به‌عنوان مثال، به نظر می‌رسد که خوشه‌های ستاره‌ای در کهکشان‌های نزدیک سریعتر از آنچه که باید ناپدید می‌شوند.»
مرجع مجله:
- پاول کروپا و همکاران دنباله های جزر و مدی نامتقارن خوشه های ستاره ای باز: ستارگانی که از پراه† خوشه خود عبور می کنند گرانش نیوتنی را به چالش می کشند. اطلاعیه های ماهانه انجمن نجوم سلطنتیبه DOI: 10.1093/mnras/stac2563
