Do tej pory prawie niemożliwe było określenie spośród milionów gwiazd znajdujących się blisko gromady tych, które należą do jej ogonów. Aby to zrobić, musisz spojrzeć na prędkość, kierunek ruchu i wiek każdego z tych obiektów.
Międzynarodowy zespół astrofizyków dokonał zagadkowego odkrycia, analizując określone gromady gwiazd, stanowiące wyzwanie Prawa grawitacji Newtona. Obserwacje są jednak zgodne z przewidywaniami alternatywnej teorii grawitacji. Jest to jednak kontrowersyjne wśród ekspertów.
Tematem badań dla naukowców były tak zwane gromady otwarte gwiazd. Są one tworzone, gdy duży chmura gazu, który zawiera tysiące gwiazd, szybko rodzi gwiazdy. Resztki obłoku gazu są zdmuchiwane, gdy kosmiczne przybysze „zapalają”. Podczas tej procedury klaster znacznie się powiększa. Powoduje to luźną konstelację kilkudziesięciu do kilku tysięcy gwiazd. Gromada jest utrzymywana razem przez słabe siły grawitacyjne między nimi.
Prof. dr Pavel Kroupa z Instytutu Fizyki Radiacyjnej i Jądrowej im. Helmholtza na Uniwersytecie w Bonn powiedział: „W większości przypadków otwórz gromady gwiazd przetrwają tylko kilkaset milionów lat, zanim się rozpuszczą. W tym procesie regularnie tracą gwiazdy, które gromadzą się w dwóch tak zwanych „ogonach pływowych”. Jeden z tych ogonów jest wciągany za gromadę podczas podróży w przestrzeni. Drugi natomiast przejmuje prowadzenie jak grot”.
Dr Jan Pflamm-Altenburg z Instytutu Fizyki Promieniowania i Fizyki Jądrowej im. Helmholtza powiedział: „Zgodnie z prawami grawitacji Newtona jest kwestią przypadku, w którym ogonie znajdzie się zagubiona gwiazda. Zatem oba ogony powinny zawierać mniej więcej taką samą liczbę gwiazd. Jednak w naszej pracy mogliśmy po raz pierwszy udowodnić, że to nieprawda: w badanych przez nas gromadach przedni ogon zawsze zawiera znacznie więcej gwiazd w pobliżu niż tylny ogon”.
© Grafika: AG Kroupa/Uni Bonn
Opracowując nową metodę, naukowcy byli w stanie opracować metodę, która pozwoliła jej po raz pierwszy dokładnie policzyć gwiazdy w ogonach.
Dr Tereza Jerabkova, współautorka artykułu, powiedziała: „Do tej pory w pobliżu nas zbadano pięć gromad otwartych, w tym cztery przez nas. Kiedy przeanalizowaliśmy wszystkie dane, napotkaliśmy sprzeczność z obecną teorią. Niezbędne były do tego bardzo dokładne dane z sondażu z misji kosmicznej ESA Gaia”.
Kroupa powiedział: „Dane obserwacyjne, dla kontrastu, znacznie lepiej pasują do teorii, którą wśród ekspertów stosuje się pod akronimem MOND („Zmodyfikowana dynamika Newtona”). Mówiąc prościej, według MOND, gwiazdy mogą opuścić gromadę dwoma różnymi drzwiami. Jeden prowadzi do tylnego ogona pływowego, drugi do przodu. Jednak pierwsza jest znacznie węższa niż druga, więc jest mniej prawdopodobne, że gwiazda przez nią opuści gromadę. Z drugiej strony teoria grawitacji Newtona przewiduje, że obydwa drzwi powinny mieć tę samą szerokość”.
Dr Ingo Thies, który odegrał kluczową rolę w odpowiednich symulacjach powiedziany, „Wyniki zaskakująco dobrze korespondują z obserwacjami. Musieliśmy jednak uciec się do stosunkowo prostych metod obliczeniowych. Brakuje nam narzędzi matematycznych do bardziej szczegółowych analiz zmodyfikowanych dynamika newtonowska".
„Niemniej jednak symulacje zbiegły się z obserwacjami pod innym względem: przewidzieli, jak długo powinny przetrwać otwarte gromady gwiazd. A ten czas jest znacznie krótszy niż oczekiwano zgodnie z prawami Newtona. To wyjaśnia tajemnicę znaną od dawna. Mianowicie gromady gwiazd w pobliskich galaktykach wydają się znikać szybciej niż powinny.”
Referencje czasopisma:
- Pavel Kroupa i in. Asymetryczne ogony pływowe otwartych gromad gwiazd: gwiazdy przechodzące przez práh† swojej gromady rzucają wyzwanie newtonowskiej grawitacji. Miesięczne powiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego, DOI: 10.1093/mnras/stac2563
