Cho đến nay, gần như không thể xác định được trong số hàng triệu ngôi sao ở gần một cụm sao thuộc về đuôi của nó. Để làm điều này, bạn phải xem xét vận tốc, hướng chuyển động và tuổi của từng vật thể này.
Một nhóm các nhà vật lý thiên văn quốc tế đã có một khám phá khó hiểu khi phân tích các cụm sao cụ thể, thách thức Định luật hấp dẫn của Newton. Tuy nhiên, những quan sát này phù hợp với những dự đoán của lý thuyết khác về lực hấp dẫn. Tuy nhiên, điều này đang gây tranh cãi giữa các chuyên gia.
Cái gọi là cụm sao mở là một chủ đề nghiên cứu của các học giả. Chúng được tạo ra khi một lượng lớn đám mây khí, nơi chứa hàng ngàn ngôi sao, nhanh chóng sinh ra các ngôi sao. Tàn dư của đám mây khí bị thổi bay khi các vật thể vũ trụ đến “bốc cháy”. Trong quá trình này, cụm phát triển đáng kể. Điều này dẫn đến một chòm sao lỏng lẻo gồm vài chục đến vài nghìn ngôi sao. Cụm được giữ với nhau bởi lực hấp dẫn yếu giữa chúng.
Giáo sư Tiến sĩ Pavel Kroupa thuộc Viện Vật lý Bức xạ và Hạt nhân Helmholtz tại Đại học Bonn cho biết, “Trong hầu hết các trường hợp, hãy mở cụm sao chỉ tồn tại được vài trăm triệu năm trước khi chúng tan biến. Trong quá trình này, chúng thường xuyên mất đi các ngôi sao, chúng tích tụ thành hai cái gọi là “đuôi thủy triều”. Một trong những cái đuôi này bị kéo ra phía sau cụm sao khi nó di chuyển trong không gian. Ngược lại, người kia đi đầu như mũi nhọn”.
Tiến sĩ Jan Pflamm-Altenburg thuộc Viện Vật lý hạt nhân và bức xạ Helmholtz cho biết, “Theo định luật hấp dẫn của Newton, việc một ngôi sao lạc lối sẽ kết thúc ở cái đuôi nào là vấn đề ngẫu nhiên. Vì vậy, cả hai đuôi phải chứa cùng số lượng sao. Tuy nhiên, trong nghiên cứu của mình, lần đầu tiên chúng tôi có thể chứng minh rằng điều này không đúng: Trong các cụm mà chúng tôi nghiên cứu, phần đuôi trước luôn chứa nhiều ngôi sao ở gần hơn đáng kể so với phần đuôi sau.”
© Đồ họa: AG Kroupa/Uni Bonn
Bằng cách phát triển một phương pháp mới, các nhà khoa học lần đầu tiên đã có thể phát triển một phương pháp cho phép cô đếm chính xác các ngôi sao ở đuôi.
Tiến sĩ Tereza Jerabkova, đồng tác giả của bài báo, cho biết: “Cho đến nay, năm cụm mở đã được điều tra gần chúng tôi, trong đó có bốn cụm do chúng tôi thực hiện. Khi phân tích tất cả dữ liệu, chúng tôi gặp phải sự mâu thuẫn với lý thuyết hiện tại. Dữ liệu khảo sát rất chính xác từ sứ mệnh không gian Gaia của ESA là không thể thiếu cho việc này.”
Kroupa đã nói, “Ngược lại, dữ liệu quan sát phù hợp hơn nhiều với một lý thuyết được các chuyên gia gọi là MOND (“Động lực học Newton đã sửa đổi”). Nói một cách đơn giản, theo MOND, các ngôi sao có thể rời khỏi một cụm qua hai cánh cửa khác nhau. Một cái dẫn ra đuôi thủy triều phía sau, cái còn lại dẫn ra phía trước. Tuy nhiên, cụm thứ nhất hẹp hơn nhiều so với cụm thứ hai – vì vậy ít có khả năng một ngôi sao sẽ rời khỏi cụm sao qua nó. Mặt khác, lý thuyết hấp dẫn của Newton dự đoán rằng cả hai cánh cửa phải có cùng chiều rộng.”
Tiến sĩ Ingo Thies, người đóng vai trò quan trọng trong các mô phỏng tương ứng nói, “Các kết quả tương ứng tốt một cách đáng ngạc nhiên với các quan sát. Tuy nhiên, chúng tôi phải sử dụng các phương pháp tính toán tương đối đơn giản. Chúng tôi thiếu các công cụ toán học để phân tích chi tiết hơn về các biến đổi Động lực học Newton".
“Tuy nhiên, các mô phỏng cũng trùng khớp với các quan sát ở một khía cạnh khác: Họ dự đoán các cụm sao mở thường tồn tại trong bao lâu. Và khoảng thời gian này ngắn hơn đáng kể so với dự kiến theo định luật Newton. Điều này giải thích một bí ẩn đã được biết đến từ lâu. Cụ thể là, các cụm sao ở các thiên hà gần đó dường như đang biến mất nhanh hơn mức bình thường.”
Tạp chí tham khảo:
- Pavel Kroupa và cộng sự. Đuôi thủy triều không đối xứng của các cụm sao mở: các ngôi sao băng qua prah† của cụm sao thách thức lực hấp dẫn Newton. Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia. DOI: 10.1093 / mnras / stac2563
