Досі було майже неможливо визначити серед мільйонів зірок, близьких до скупчення, ті, що належать до його хвостів. Для цього потрібно подивитися на швидкість, напрямок руху та вік кожного з цих об’єктів.
Міжнародна група астрофізиків зробила дивовижне відкриття під час аналізу конкретних зоряних скупчень, складних Закони тяжіння Ньютона. Спостереження, однак, узгоджуються з передбаченнями альтернативної теорії гравітації. Однак це викликає суперечки серед експертів.
Так звані розсіяні зоряні скупчення були темою для вивчення вчених. Вони створюються, коли велика газова хмара, що містить тисячі зірок, швидко народжує зірки. Залишки газової хмари здуваються, коли космічні надходження «займаються». Під час цієї процедури скупчення значно розростається. Це призводить до нещільного сузір’я від кількох десятків до кількох тисяч зірок. Кластер утримується разом слабкими силами тяжіння між ними.
Професор д-р Павел Крупа з Інституту радіаційної та ядерної фізики імені Гельмгольца Боннського університету сказав: «У більшості випадків відкритий зоряні скупчення живуть лише кілька сотень мільйонів років, перш ніж розчиняться. У процесі вони регулярно втрачають зірки, які накопичуються у двох так званих «припливних хвостах». Один із цих хвостів тягнеться за скупчення, коли воно подорожує крізь космос. Інший, навпаки, бере лідерство, як вістря».
Доктор Ян Пфламм-Альтенбург з Інституту радіаційної та ядерної фізики імені Гельмгольца сказав: «Згідно із законами гравітації Ньютона, це справа випадку, в якому з хвостів опиниться загублена зірка. Таким чином, обидва хвости повинні містити приблизно однакову кількість зірок. Однак у нашій роботі ми могли вперше довести, що це не так: у скупченнях, які ми вивчали, передній хвіст завжди містить значно більше зірок поблизу, ніж задній хвіст».
© Графіка: AG Kroupa/Uni Bonn
Розробивши новий метод, вчені змогли розробити метод, який дозволив їй вперше точно порахувати зірки в хвостах.
Доктор Тереза Джерабкова, співавтор статті, сказала: «Поки що поблизу нас досліджено п’ять розсіяних скупчень, у тому числі чотири нами. Коли ми проаналізували всі дані, ми зіткнулися з суперечністю з поточною теорією. Дуже точні дані огляду космічної місії ESA Gaia були незамінними для цього».
Крупа сказав, «Дані спостережень, навпаки, набагато краще збігаються з теорією, яка серед експертів називається абревіатурою MOND («Модифікована динаміка Ньютона»). Простіше кажучи, згідно з MOND, зірки можуть покинути скупчення через дві різні двері. Одна веде до заднього припливного хвоста, інша - до переднього. Однак перший набагато вужчий за другий, тому менш імовірно, що зірка покине скупчення через нього. З іншого боку, теорія гравітації Ньютона передбачає, що обидві двері мають бути однакової ширини».
Доктор Інго Тіс, який відіграв ключову роль у відповідних симуляціях сказав, «Результати напрочуд добре відповідають спостереженням. Однак довелося вдатися до відносно простих обчислювальних методів. Нам бракує математичних інструментів для більш детального аналізу модифікованих Ньютонівська динаміка».
«Тим не менш, моделювання також збіглося зі спостереженнями в іншому відношенні: вони передбачили, як довго розсіяні зоряні скупчення зазвичай повинні виживати. І цей проміжок часу значно менший, ніж очікувалося згідно із законами Ньютона. Це пояснює таємницю, відому вже давно. А саме, зоряні скупчення в сусідніх галактиках, здається, зникають швидше, ніж мали б».
Довідка з журналу:
- Павло Крупа та ін. Асиметричні припливні хвости розсіяних зоряних скупчень: зірки, що перетинають práh† свого скупчення, викликають ньютонівське тяжіння. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. DOI: 10.1093/mnras/stac2563
