Tot nu toe was het bijna onmogelijk om uit de miljoenen sterren in de buurt van een cluster te bepalen welke tot zijn staarten behoren. Om dit te doen, moet je kijken naar de snelheid, bewegingsrichting en leeftijd van elk van deze objecten.
Een internationaal team van astrofysici heeft een raadselachtige ontdekking gedaan tijdens het analyseren van specifieke sterrenhopen, een uitdaging De wetten van de zwaartekracht van Newton. De waarnemingen zijn echter consistent met de voorspellingen van de alternatieve zwaartekrachttheorie. Dit is echter controversieel onder experts.
De zogenaamde open sterrenhopen waren onderwerp van studie voor academici. Deze worden gemaakt wanneer een grote gaswolk, die duizenden sterren bevat, geeft snel geboorte aan sterren. De overblijfselen van de gaswolk worden weggeblazen wanneer de kosmische aankomsten "ontbranden". Tijdens deze procedure groeit het cluster aanzienlijk. Dit resulteert in een losse constellatie van enkele tientallen tot enkele duizenden sterren. Het cluster wordt bij elkaar gehouden door de zwakke zwaartekracht ertussen.
Prof. Dr. Pavel Kroupa van het Helmholtz Instituut voor Straling en Kernfysica aan de Universiteit van Bonn zei: “In de meeste gevallen, open sterrenhopen overleven slechts een paar honderd miljoen jaar voordat ze oplossen. Daarbij verliezen ze regelmatig sterren, die zich ophopen in twee zogenaamde 'getijdenstaarten'. Een van deze staarten wordt achter het cluster getrokken terwijl het door de ruimte reist. De ander daarentegen neemt het voortouw als een speerpunt.”
Dr. Jan Pflamm-Altenburg van het Helmholtz Instituut voor Straling en Kernfysica zei: “Volgens de zwaartekrachtwetten van Newton is het een kwestie van toeval in welke van de staarten een verloren ster terechtkomt. Dus beide staarten moeten ongeveer hetzelfde aantal sterren bevatten. In ons werk konden we echter voor het eerst bewijzen dat dit niet waar is: in de sterrenhopen die we hebben bestudeerd, bevat de voorstaart altijd significant meer sterren in de buurt dan de achterstaart.
© Grafisch: AG Kroupa/Uni Bonn
Door een nieuwe methode te ontwikkelen, konden wetenschappers een methode ontwikkelen waarmee ze voor het eerst de sterren in de staart nauwkeurig kon tellen.
Dr. Tereza Jerabkova, een co-auteur van het artikel, zei: “Tot nu toe zijn er bij ons in de buurt vijf open clusters onderzocht, waarvan vier door ons. Toen we alle gegevens analyseerden, stuitten we op een tegenstrijdigheid met de huidige theorie. Daarvoor waren de zeer nauwkeurige onderzoeksgegevens van ESA's Gaia-ruimtemissie onmisbaar.”
Kroupa zei, “De waarnemingsgegevens passen daarentegen veel beter bij een theorie die onder experts het acroniem MOND (“Modified Newtonian Dynamics”) draagt. Simpel gezegd, volgens MOND kunnen sterren een cluster verlaten door twee verschillende deuren. De ene leidt naar de achterste getijdenstaart, de andere naar de voorkant. De eerste is echter veel smaller dan de tweede - dus het is minder waarschijnlijk dat een ster de cluster erdoorheen zal verlaten. De zwaartekrachttheorie van Newton daarentegen voorspelt dat beide deuren dezelfde breedte moeten hebben.”
Dr. Ingo Thies, die een sleutelrol speelde in de bijbehorende simulaties zei, “De resultaten komen verrassend goed overeen met de waarnemingen. We moesten echter onze toevlucht nemen tot relatief eenvoudige rekenmethoden. We missen de wiskundige hulpmiddelen voor meer gedetailleerde analyses van gewijzigde Newtoniaanse dynamiek. '
“Desalniettemin vielen de simulaties ook in een ander opzicht samen met de waarnemingen: ze voorspelden hoe lang open sterrenhopen normaal gesproken zouden overleven. En deze tijdspanne is aanzienlijk korter dan verwacht volgens de wetten van Newton. Dit verklaart een mysterie dat al lang bekend is. Sterclusters in nabije sterrenstelsels lijken namelijk sneller te verdwijnen dan zou moeten.”
Journal Reference:
- Pavel Kroupa et al. Asymmetrische getijdenstaarten van open sterrenhopen: sterren die de práh† van hun cluster kruisen, dagen de Newtoniaanse zwaartekracht uit. Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society DOI: 10.1093/mnras/stac2563
