Hittills har det varit nästan omöjligt att avgöra bland de miljontals stjärnor nära en klunga vilka som hör till dess svansar. För att göra detta måste du titta på hastigheten, rörelseriktningen och åldern för vart och ett av dessa föremål.
Ett internationellt team av astrofysiker har gjort en förbryllande upptäckt medan de analyserat specifika stjärnhopar, utmanande Newtons gravitationslagar. Observationerna överensstämmer dock med förutsägelserna från den alternativa gravitationsteorin. Detta är dock kontroversiellt bland experter.
De så kallade öppna stjärnhoparna var ett studieämne för akademiker. Dessa skapas när en stor gasmoln, som innehåller tusentals stjärnor, föder snabbt stjärnor. Resterna av gasmolnet blåses bort när de kosmiska ankomsterna "antänds". Under denna procedur växer klustret avsevärt. Detta resulterar i en lös konstellation av några dussin till några tusen stjärnor. Klustret hålls samman av de svaga gravitationskrafterna mellan dem.
Prof. Dr. Pavel Kroupa vid Helmholtz Institute of Radiation and Nuclear Physics vid universitetet i Bonn sa: "I de flesta fall, öppen stjärnhopar överlever bara några hundra miljoner år innan de löses upp. I processen förlorar de regelbundet stjärnor, som ackumuleras i två så kallade "tidvattensvansar". En av dessa svansar dras bakom klustret när den färdas genom rymden. Den andre tar däremot ledningen som en spjutspets.”
Dr Jan Pflamm-Altenburg från Helmholtz Institute of Radiation and Nuclear Physics sa, ”Enligt Newtons gravitationslagar är det en fråga om slumpen i vilken av svansarna en förlorad stjärna hamnar. Så båda svansarna bör innehålla ungefär samma antal stjärnor. Men i vårt arbete kunde vi för första gången bevisa att detta inte är sant: I de kluster vi studerade innehåller den främre svansen alltid betydligt fler stjärnor i närheten än den bakre svansen."
© Grafik: AG Kroupa/Uni Bonn
Genom att utveckla en ny metod kunde forskare utveckla en metod som gjorde det möjligt för henne att exakt räkna stjärnorna i svansarna för första gången.
Dr. Tereza Jerabkova, en medförfattare till tidningen, sa: – Hittills har fem öppna kluster undersökts nära oss, inklusive fyra av oss. När vi analyserade all data stötte vi på en motsägelse med den nuvarande teorin. De mycket exakta undersökningsdata från ESA:s Gaia-rymduppdrag var oumbärliga för detta.”
Kroupa sa, "Observationsdata, däremot, passar mycket bättre med en teori som går under förkortningen MOND ("Modified Newtonian Dynamics") bland experter. Enkelt uttryckt, enligt MOND kan stjärnor lämna en klunga genom två olika dörrar. Den ena leder till den bakre tidvattensvansen, den andra till den främre. Den första är dock mycket smalare än den andra – så det är mindre troligt att en stjärna kommer att lämna klustret genom den. Newtons gravitationsteori förutspår å andra sidan att båda dörrarna ska ha samma bredd.”
Dr. Ingo Thies, som spelade en nyckelroll i motsvarande simuleringar sade, – Resultaten överensstämmer förvånansvärt väl med observationerna. Vi var dock tvungna att ta till relativt enkla beräkningsmetoder. Vi saknar de matematiska verktygen för mer detaljerade analyser av modifierade Newtonsk dynamik. "
"Icke desto mindre sammanföll simuleringarna också med observationerna i ett annat avseende: De förutspådde hur länge öppna stjärnhopar normalt skulle överleva. Och denna tidsperiod är betydligt kortare än förväntat enligt Newtons lagar. Detta förklarar ett mysterium som har varit känt under lång tid. Stjärnhopar i närliggande galaxer verkar nämligen försvinna snabbare än de borde.”
Tidskriftsreferens:
- Pavel Kroupa et al. Asymmetriska tidvattensvansar av öppna stjärnhopar: stjärnor som korsar deras hops práh† utmanar Newtons gravitation. Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society. DOI: 10.1093/mnras/stac2563
