จนถึงขณะนี้ แทบเป็นไปไม่ได้เลยที่จะระบุจากหมู่ดาวนับล้านที่อยู่ใกล้กับกระจุกดาวที่เป็นกระจุกดาวหาง ในการทำเช่นนี้ คุณต้องดูที่ความเร็ว ทิศทางการเคลื่อนที่ และอายุของวัตถุแต่ละชิ้นเหล่านี้
ทีมนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์นานาชาติได้ค้นพบสิ่งที่น่าพิศวงขณะวิเคราะห์กระจุกดาวเฉพาะอย่างท้าทาย กฎแรงโน้มถ่วงของนิวตัน. อย่างไรก็ตาม การสังเกตนี้สอดคล้องกับการคาดการณ์ของทฤษฎีทางเลือกของแรงโน้มถ่วง อย่างไรก็ตาม นี่เป็นข้อขัดแย้งในหมู่ผู้เชี่ยวชาญ
กระจุกดาวเปิดที่เรียกว่าเป็นหัวข้อของการศึกษาสำหรับนักวิชาการ สิ่งเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นเมื่อขนาดใหญ่ เมฆก๊าซซึ่งประกอบด้วยดาวหลายพันดวง ให้กำเนิดดาวอย่างรวดเร็ว เศษเมฆก๊าซจะปลิวไปเมื่อการมาถึงของจักรวาล "จุดไฟ" ในระหว่างขั้นตอนนี้ คลัสเตอร์จะเติบโตอย่างมาก ส่งผลให้กลุ่มดาวจำนวนไม่กี่โหลถึงสองสามพันดวงหลวม กระจุกดาวถูกยึดเข้าด้วยกันโดยแรงโน้มถ่วงที่อ่อนแอระหว่างพวกมัน
Prof. Dr. Pavel Kroupa จากสถาบันรังสีและฟิสิกส์นิวเคลียร์ Helmholtz แห่งมหาวิทยาลัย Bonn กล่าวว่า “โดยส่วนใหญ่ เปิด กระจุกดาว อยู่รอดได้เพียงไม่กี่ร้อยล้านปีก่อนที่พวกมันจะสลายไป ในกระบวนการนี้ พวกเขาสูญเสียดาวเป็นประจำ ซึ่งสะสมเป็นสองส่วนที่เรียกว่า "หางน้ำขึ้นน้ำลง" หางหนึ่งข้างเหล่านี้ถูกดึงไปด้านหลังกระจุกดาวขณะเดินทางผ่านอวกาศ ในทางตรงกันข้าม กลับเป็นผู้นำเหมือนหัวหอก”
ดร.แจน พลามม์-อัลเทนเบิร์ก จากสถาบันรังสีและฟิสิกส์นิวเคลียร์เฮล์มโฮลทซ์ กล่าวว่า “ตามกฎแรงโน้มถ่วงของนิวตัน มันเป็นเรื่องของโอกาสที่หางของดาวที่หายไปจะจบลงที่หาง ดังนั้นหางทั้งสองควรมีจำนวนดาวเท่ากัน อย่างไรก็ตาม ในงานของเรา เราสามารถพิสูจน์ได้เป็นครั้งแรกว่าสิ่งนี้ไม่เป็นความจริง ในกระจุกดาวที่เราศึกษา หางด้านหน้ามักจะมีดาวอยู่ใกล้เคียงมากกว่าหางหลังเสมอ”
© กราฟิค: AG Kroupa/Uni Bonn
ด้วยการพัฒนาวิธีการใหม่ นักวิทยาศาสตร์สามารถพัฒนาวิธีการที่อนุญาตให้เธอนับดาวในหางเป็นครั้งแรกได้อย่างแม่นยำ
Dr. Tereza Jerabkova ผู้ร่วมเขียนบทความกล่าวว่า “จนถึงตอนนี้ มีการตรวจสอบคลัสเตอร์เปิดห้าแห่งใกล้เรา รวมถึงสี่กลุ่มโดยเราด้วย เมื่อเราวิเคราะห์ข้อมูลทั้งหมด เราพบข้อขัดแย้งกับทฤษฎีปัจจุบัน ข้อมูลการสำรวจที่แม่นยำมากจากภารกิจอวกาศ Gaia ของ ESA เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้สำหรับสิ่งนี้”
ครูปากล่าวว่า “ในทางตรงกันข้าม ข้อมูลเชิงสังเกตนั้นเหมาะสมกว่ามากกับทฤษฎีที่ใช้คำย่อ MOND (“Modified Newtonian Dynamics”) ในหมู่ผู้เชี่ยวชาญ กล่าวง่ายๆ ตาม MOND ดวงดาวสามารถออกจากกระจุกผ่านประตูสองบานที่แตกต่างกัน ข้างหนึ่งนำไปสู่หางน้ำขึ้นน้ำลงด้านหลัง อีกข้างหนึ่งนำไปสู่ด้านหน้า อย่างไรก็ตาม ดาวดวงแรกจะแคบกว่าดาวดวงที่สองมาก ดังนั้นจึงมีโอกาสน้อยที่ดาวจะออกจากกระจุกดาวนั้น ทฤษฏีแรงโน้มถ่วงของนิวตันทำนายว่าประตูทั้งสองบานควรมีความกว้างเท่ากัน”
Dr. Ingo Thies ผู้มีบทบาทสำคัญในการจำลองสถานการณ์ที่เกี่ยวข้อง กล่าวว่า, “ผลลัพธ์สอดคล้องกับการสังเกตอย่างน่าประหลาดใจ อย่างไรก็ตาม เราต้องใช้วิธีการคำนวณที่ค่อนข้างง่าย เราขาดเครื่องมือทางคณิตศาสตร์สำหรับการวิเคราะห์รายละเอียดเพิ่มเติมของ modified พลวัตของนิวตัน".
“อย่างไรก็ตาม การจำลองยังใกล้เคียงกับข้อสังเกตอีกประการหนึ่ง: พวกเขาคาดการณ์ว่ากระจุกดาวเปิดปกติจะอยู่รอดได้นานแค่ไหน และช่วงเวลานี้สั้นกว่าที่คาดไว้มากตามกฎของนิวตัน สิ่งนี้อธิบายความลึกลับที่รู้จักกันมานาน กล่าวคือกระจุกดาวในกาแลคซีใกล้เคียงดูเหมือนจะหายไปเร็วกว่าที่ควรจะเป็น”
การอ้างอิงวารสาร:
- Pavel Kroupa และคณะ หางน้ำขึ้นน้ำลงแบบอสมมาตรของกระจุกดาวเปิด: ดาวที่ตัดผ่านพราห์† ท้าทายแรงโน้มถ่วงของนิวตัน ประกาศรายเดือนของสมาคมดาราศาสตร์. ดอย: 10.1093/mnras/stac2563
