|
Загадочное открытие при анализе некоторых звездных скоплений
|
|
|
|
Международная группа астрофизиков сделала загадочное открытие при анализе некоторых звездных скоплений. Открытие бросает вызов законам гравитации Ньютона, пишут исследователи в своей публикации. Вместо этого наблюдения согласуются с предсказаниями альтернативной теории гравитации. Однако это вызывает споры среди специалистов. Результаты опубликованы в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества.
|
|
|
|
В своей работе исследователи исследовали рассеянные звездные скопления. Они образуются, когда за короткое время в огромном газовом облаке рождаются тысячи звезд. По мере «воспламенения» галактические пришельцы сдувают остатки газового облака. При этом кластер значительно расширяется. Это создает рыхлое образование от нескольких десятков до нескольких тысяч звезд. Слабые гравитационные силы, действующие между ними, удерживают скопление вместе.
|
|
|
«В большинстве случаев рассеянные звездные скопления существуют всего несколько сотен миллионов лет, прежде чем они растворятся», — объясняет профессор д-р Павел Крупа из Института радиационной и ядерной физики им. Гельмгольца Боннского университета. При этом они регулярно теряют звезды, которые скапливаются в два так называемых «приливных хвоста». Один из этих хвостов тянется за скоплением, когда оно путешествует в пространстве. Другой, напротив, берет на себя инициативу как острие.
|
|
|
|
«Согласно законам тяготения Ньютона, вопрос о том, в каком из хвостов окажется потерянная звезда, зависит от случая», — объясняет доктор Ян Пфламм-Альтенбург из Института радиационной и ядерной физики им. Гельмгольца. "Таким образом, оба хвоста должны содержать примерно одинаковое количество звезд. Однако в нашей работе мы впервые смогли доказать, что это не так: в изученных нами скоплениях передний хвост всегда содержит значительно больше звезд, находящихся рядом с кластер, чем задний хвост».
|
|
|
|
До сих пор было почти невозможно определить среди миллионов близких к скоплению звезд те, которые принадлежат его хвостам. «Для этого нужно смотреть на скорость, направление движения и возраст каждого из этих объектов», — объясняет доктор Тереза Жерабкова. Соавтор статьи, защитившая докторскую диссертацию в группе Крупы, недавно перешла из Европейского космического агентства (ЕКА) в Европейскую южную обсерваторию в Гархинге. Она разработала метод, который позволил ей впервые точно сосчитать звезды в хвостах. «На данный момент рядом с нами исследовано пять рассеянных скоплений, в том числе четыре нами», — говорит она. «Когда мы проанализировали все данные, мы столкнулись с противоречием с текущей теорией. Для этого были необходимы очень точные данные обзора космической миссии ESA Gaia».
|
|
|
|
Данные наблюдений, напротив, намного лучше согласуются с теорией, которая среди экспертов известна под аббревиатурой MOND («Модифицированная ньютоновская динамика»). «Проще говоря, согласно MOND, звезды могут покинуть скопление через две разные двери», — объясняет Крупа. «Один ведет к заднему приливному хвосту, другой — к переднему. Однако первый намного уже второго, поэтому маловероятно, что звезда покинет скопление через него. Теория гравитации Ньютона, с другой стороны, предсказывает, что обе двери должны быть одинаковой ширины».
|
|
|
|
Команда рассчитала звездное распределение, ожидаемое согласно MOND. «Результаты на удивление хорошо согласуются с наблюдениями», — подчеркивает д-р Инго Тис, сыгравший ключевую роль в соответствующем моделировании. «Однако для этого нам пришлось прибегнуть к относительно простым вычислительным методам. В настоящее время нам не хватает математических инструментов для более детального анализа модифицированной ньютоновской динамики». Тем не менее, симуляции также совпали с наблюдениями в другом отношении: они предсказали, как долго обычно должны существовать рассеянные звездные скопления. И этот промежуток времени значительно короче, чем можно было бы ожидать по законам Ньютона. «Это объясняет давно известную тайну», — отмечает Крупа. «А именно, звездные скопления в ближайших галактиках, кажется, исчезают быстрее, чем должны».
|
|
|
|
Тем не менее, теория MOND не бесспорна среди специалистов. Поскольку законы тяготения Ньютона не будут действительны при определенных обстоятельствах, а должны быть изменены, это будет иметь далеко идущие последствия и для других областей физики. «С другой стороны, это решает многие проблемы, с которыми сегодня сталкивается космология», — объясняет Крупа. В настоящее время команда изучает новые математические методы для еще более точного моделирования. Затем их можно было бы использовать для поиска дополнительных доказательств того, верна ли теория MOND или нет.
|
|
|
|
Источник
|
