지금까지 성단에 가까운 수백만 개의 별 중에서 성단의 꼬리에 속한 별을 결정하는 것은 거의 불가능했습니다. 이를 위해서는 각 물체의 속도, 운동 방향, 나이를 살펴봐야 합니다.
국제적인 천체 물리학자 팀이 특정 성단을 분석하는 동안 수수께끼 같은 발견을 했습니다. 뉴턴의 중력 법칙. 그러나 관찰은 대체 중력 이론의 예측과 일치합니다. 그러나 이는 전문가들 사이에서도 논란이 되고 있다.
소위 산개성단은 학계의 연구 주제였습니다. 이는 대규모일 때 생성됩니다. 가스 구름수천 개의 별을 담고 있는 는 빠르게 별을 탄생시킵니다. 가스 구름의 잔재는 우주 도착이 "점화"될 때 날아갑니다. 이 절차 중에 클러스터가 크게 증가합니다. 이로 인해 수십에서 수천 개의 별이 느슨한 별자리로 나타납니다. 성단은 그들 사이의 약한 중력에 의해 서로 결합되어 있습니다.
본 대학교 헬름홀츠 방사선 및 핵물리학 연구소의 파벨 크로파(Pavel Kroupa) 교수는 다음과 같이 말했습니다. “대부분의 경우 열려있습니다. 성단 용해되기까지 불과 몇억 년만 생존합니다. 그 과정에서 그들은 정기적으로 별을 잃어버리는데, 별은 소위 두 개의 "조석 꼬리"에 축적됩니다. 이 꼬리 중 하나는 성단이 우주를 이동할 때 성단 뒤로 당겨집니다. 대조적으로 다른 하나는 선봉처럼 선두를 차지합니다.”
헬름홀츠 방사선 및 핵 물리학 연구소의 Jan Pflamm-Altenburg 박사는 다음과 같이 말했습니다. “뉴턴의 중력 법칙에 따르면 잃어버린 별의 꼬리 중 어느 쪽이 끝나는지는 우연의 문제입니다. 따라서 양쪽 꼬리에는 거의 같은 수의 별이 포함되어야 합니다. 그러나 우리 연구에서 우리는 이것이 사실이 아니라는 것을 처음으로 증명할 수 있었습니다. 우리가 연구한 성단에서 앞 꼬리에는 항상 뒷 꼬리보다 근처에 훨씬 더 많은 별이 포함되어 있습니다."
© 그래픽: AG Kroupa/Uni Bonn
새로운 방법을 개발함으로써 과학자들은 처음으로 꼬리에 있는 별의 수를 정확하게 셀 수 있는 방법을 개발할 수 있었습니다.
논문의 공동 저자인 Tereza Jerabkova 박사는 다음과 같이 말했습니다. “지금까지 우리 근처에서 4개를 포함해 5개의 개방형 클러스터가 조사되었습니다. 우리가 모든 데이터를 분석했을 때 현재 이론과 모순에 직면했습니다. 이를 위해서는 ESA의 Gaia 우주 임무에서 얻은 매우 정확한 측량 데이터가 꼭 필요했습니다.”
크루파가 말했다. “반면, 관찰 데이터는 전문가들 사이에서 MOND(“수정된 뉴턴 역학”)라는 약어로 통하는 이론과 훨씬 더 잘 들어맞습니다. 간단히 말해서 MOND에 따르면 별은 두 개의 서로 다른 문을 통해 성단을 떠날 수 있습니다. 하나는 뒤쪽 조수 꼬리로 연결되고 다른 하나는 앞쪽으로 연결됩니다. 그러나 첫 번째는 두 번째보다 훨씬 좁기 때문에 별이 이를 통해 성단을 떠날 가능성은 적습니다. 반면에 뉴턴의 중력 이론은 두 문의 너비가 같아야 한다고 예측합니다.”
해당 시뮬레이션에서 핵심적인 역할을 한 Ingo Thies 박사 말했다, “결과는 놀랍게도 관찰과 잘 일치합니다. 그러나 우리는 상대적으로 간단한 계산 방법에 의존해야 했습니다. 수정된 변수를 더 자세히 분석할 수 있는 수학적 도구가 부족합니다. 뉴턴 역학. "
“그럼에도 불구하고 시뮬레이션은 또 다른 측면에서 관측과 일치했습니다. 그들은 산개 성단이 일반적으로 얼마나 오랫동안 생존해야 하는지 예측했습니다. 그리고 이 시간 범위는 뉴턴의 법칙에 따라 예상되는 것보다 훨씬 짧습니다. 이것은 오랫동안 알려진 미스터리를 설명합니다. 즉, 근처 은하계의 성단이 예상보다 빨리 사라지고 있는 것 같습니다.”
저널 참조 :
- Pavel Kroupa 등. 산개성단의 비대칭 조수 꼬리: 성단의 práh†를 가로지르는 별은 뉴턴 중력에 도전합니다. 왕립 천문 학회 월간 고지. DOI : 10.1093/mnras/stac2563
