Un equipo de investigadores dirigido por la Universidad de Beaune llevó a cabo un estudio a gran escala de zonas dispersas
Resultó que la distribución de estrellas recién nacidasen tal grupo es de naturaleza no aleatoria predicha teóricamente. Esto se puede explicar si reconsideramos los principios de la gravedad y abandonamos la idea de la existencia de la materia oscura.
cúmulo estelar abierto
Los astrofísicos llaman a un cúmulo estelarun grupo de estrellas conectadas visualmente, unidas por un origen común y moviéndose en el campo gravitatorio de su galaxia como un todo. Los investigadores distinguen dos tipos principales de estos cúmulos: globulares y dispersos. Los primeros de ellos están conectados por poderosas fuerzas gravitatorias y forman una estructura similar a una esfera. Están formados por un gran número de estrellas viejas y son estables a largo plazo.
Los cúmulos estelares abiertos sonuna nube de polvo y gas en la que nacen miles de estrellas jóvenes. En la mayoría de los casos, los cúmulos de estrellas abiertos duran sólo unos pocos cientos de millones de años antes de ser destruidos por nubes moleculares gigantes que se mueven a través de la galaxia.
En este caso, las estrellas recién nacidas forman dos "colas de marea". Uno de ellos va detrás del cúmulo mientras se mueve por el espacio. El otro, por el contrario, como un punto abre el camino.
Según las leyes de la gravedad de Newton, la distribuciónLas estrellas recién nacidas entre estas colas deben ser aleatorias. Por lo tanto, tanto antes como después del cúmulo debería haber aproximadamente el mismo número de estrellas.
El cúmulo estelar abierto NGC265. Imagen: ESA y NASA, Reconocimiento: E. Olszewski (Universidad de Arizona), Dominio público, a través de Wikimedia Commons
Experimento
La complejidad del análisis se debe a que entremillones de estrellas cercanas al cúmulo, es difícil determinar las que pertenecen a sus colas. Para probar si la teoría funciona, los científicos crearon el método del punto de fuga compacto. Utilizaron datos sobre la velocidad, la dirección del movimiento y la edad de diferentes estrellas para ver si están relacionadas por origen y gravedad con una nube de gas y polvo.
Con este método, los científicos calcularon por primera vezel número de estrellas en las colas del cúmulo. Los astrofísicos estudiaron datos de cuatro cúmulos abiertos cercanos a la Tierra y también utilizaron datos de un quinto objeto recopilado anteriormente.
El estudio mostró que en todos los objetosel número de estrellas en la "cola" que sigue al cúmulo resultó ser mayor que en la que se mueve frente a él. Estos resultados contradicen directamente los supuestos teóricos que se derivan de la teoría de la gravitación universal.
El cúmulo estelar abierto Hyades es uno de los analizados en el estudio. Imagen: NASA, ESA y STScI
¿Cómo es esto posible?
Los científicos modelaron el comportamiento de las estrellas dispersasclústeres desde el punto de vista de una hipótesis alternativa: la teoría de la dinámica newtoniana modificada (MOND). Según este modelo, los efectos de la gravedad a bajas aceleraciones son más fuertes de lo que sugiere la teoría clásica de Isaac Newton.
Los resultados de la simulación mostraron que los datosobservaciones se ajustan mejor a esta teoría. Es posible imaginar que las estrellas pueden "abandonar" el cúmulo a través de dos puertas diferentes, explica el coautor del estudio, el profesor Pavel Krupa. Según MOND, estas "puertas" tienen diferentes anchos, y pasan más estrellas por una de ellas que por la otra. Al mismo tiempo, la teoría clásica de la gravedad sugiere que las puertas son las mismas.
Además, los investigadores notaron que estelarlos cúmulos en las galaxias cercanas dejan de existir más rápido de lo que predicen las leyes de Newton. Este resultado también está en mejor acuerdo con la teoría MOND.
Distribución de estrellas jóvenes en las "colas" del cúmulo estelar abierto Hyades (arriba) y resultados de simulaciones por computadora usando la teoría MOND (abajo). Imagen: AG Kroupa/Uni Bonn
¿Por qué es esto importante?
Un nuevo descubrimiento podría provocar un cambio de paradigma enmundo de la astrofísica, cambiando por completo la teoría ampliamente difundida sobre una de las fuerzas más grandes del universo. Si el modelo MOND es correcto, entonces la materia oscura no existe.
El concepto de materia oscura fue propuesto por primera vezen la década de 1930 para explicar los movimientos de estrellas y galaxias que eran contrarios a las leyes de la gravedad. Muchas estrellas y galaxias se han movido demasiado rápido para su masa. Para explicar estas discrepancias, los científicos introdujeron una gran cantidad de materia invisible en los modelos que afecta la gravedad.
La teoría de la materia oscura es la más común,Aunque todavía no se han encontrado partículas de dicha materia, muchas pruebas indirectas confirman su existencia. Una teoría alternativa, MOND, aún no ha recibido tal reconocimiento, aunque algunas observaciones respaldan sus postulados.
Los investigadores planean seguir analizandovarios efectos cósmicos desde el punto de vista de la teoría MOND con el fin de encontrar evidencia adicional o desarrollar una hipótesis alternativa que tenga en cuenta las características de ambas teorías.
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Imagen de portada: El cúmulo estelar de las Pléyades. Fuente: NASA, ESA, AURA/Caltech, Observatorio Palomar