Europejscy, irańscy i chińscy astronomowie odkryli, że struktura przestrzenna pięciu pobliskich gromad otwartych gwiazd w Drodze Mlecznej nie jest zgodna z przewidywaniami newtonowskiej grawitacji. 

Prawo powszechnego ciążenia Newtona reguluje ruch wszystkich ciał niebieskich i ich wzajemne oddziaływanie. W ciągu ostatnich kilku stuleci naukowcy odkryli wiele oznak, że działa zarówno w skali najmniejszych mikrocząstek, jak i kontroluje ruch gigantycznych gromad galaktyk o średnicach milionów lat świetlnych.

„Zgodnie z prawem grawitacji Newtona natura „ucieczki” gwiazd z gromad otwartych zależy całkowicie od przypadku. Nasze obserwacje po raz pierwszy wykazały, że tak nie jest – w okolicach przednich części gromad mamy badanych, jest znacznie więcej „uciekających” gwiazd niż bezpośrednio za nimi”, powiedział Jan Pflamm-Altenburg, naukowiec z Uniwersytetu w Bonn (Niemcy), którego słowa są relacjonowane przez służby prasowe uniwersytetu.

Pflamm-Altenburg i jego koledzy odkryli, że teoria grawitacji Newtona może nie być prawdziwa. Odkrycia tego dokonali obserwując ruchy gwiazd w pięciu gromadach otwartych gwiazd, które powstały stosunkowo niedawno i nie zdążyły jeszcze całkowicie się rozpaść.

Jak wyjaśniają astronomowie, interakcje grawitacyjne między gwiazdami w takich obiektach powodują, że większość gwiazd jest stopniowo wyrzucana z granic gromad i tworzy „ogony pływowe”, które poruszają się w przestrzeni kosmicznej na niewielką odległość przed i tuż za gromadą.

W przeszłości astronomowie nie byli w stanie dokładnie określić pozycji i prędkości gwiazd wewnątrz „ogonów pływowych”. Stało się to możliwe po uruchomieniu w 2013 roku obserwatorium orbitalnego GAIA, zdolnego do obliczania współrzędnych ponad miliarda gwiazd w bezpośrednim sąsiedztwie Galaktyki.

Korzystając z zasobów GAIA, Pflamm-Altenburg wraz z kolegami zbadał strukturę pięciu pobliskich gromad otwartych gwiazd. Należą do nich Hiady, Manger, Coma Veronica, NGC 752 i COIN-Gaia 13. Wszystkie zawierają kilkaset gwiazd, z których znaczna część zdołała „uciec” z tych gromad w ciągu 500-600 milionów lat od momentu ich powstania kształtować.

Pomiary za pomocą GAIA wykazały, że w pobliżu przodu wszystkich pięciu gromad było więcej „uciekających” luminarzy niż bezpośrednio za nimi. Tego układu gwiazd nie da się wyjaśnić za pomocą prawa Newtona, ale pasuje on do niektórych alternatywnych teorii grawitacji. Miejmy nadzieję, że dalsze obserwacje innych gromad gwiazd potwierdzą istnienie tych anomalii grawitacyjnych i pomogą astronomom zrozumieć, co je spowodowało.

Praca została opublikowana w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Służba prasowa Uniwersytetu w Bonn ogłosiła wyniki w środę.