Une équipe de chercheurs dirigée par l'Université de Beaune a mené une étude à grande échelle de
Il s'est avéré que la répartition des étoiles nouveau-néesdans un tel cluster est de nature non aléatoire prédite théoriquement. Cela peut s'expliquer si nous reconsidérons les principes de la gravité et abandonnons l'idée de l'existence de la matière noire.
amas d'étoiles ouvert
Les astrophysiciens appellent un amas d'étoilesun groupe d'étoiles visuellement connectées, unies par une origine commune et se déplaçant dans le champ gravitationnel de leur galaxie dans son ensemble. Les chercheurs distinguent deux types principaux de tels amas : globulaires et dispersés. Les premiers d'entre eux sont reliés par de puissantes forces gravitationnelles et forment une structure semblable à une sphère. Ils sont constitués d'un grand nombre d'étoiles anciennes et sont stables sur le long terme.
Les amas d'étoiles ouverts sontun nuage de poussière et de gaz dans lequel naissent des milliers de jeunes étoiles. Dans la plupart des cas, les amas d'étoiles ouverts ne durent que quelques centaines de millions d'années avant d'être détruits par des nuages moléculaires géants se déplaçant à travers la galaxie.
Dans ce cas, les étoiles naissantes forment deux "queues de marée". L'un d'eux traîne derrière l'amas alors qu'il se déplace dans l'espace. L'autre, au contraire, comme une pointe brise le chemin.
Selon les lois de la gravité de Newton, la distributionles étoiles nouveau-nées entre ces queues doivent être aléatoires. Par conséquent, avant et après l’amas, il devrait y avoir à peu près le même nombre d’étoiles.
L'amas d'étoiles ouvert NGC265. Image : ESA et NASA, Remerciements : E. Olszewski (Université de l'Arizona), domaine public, via Wikimedia Commons
Expérience
La complexité de l'analyse est due au fait que parmides millions d'étoiles proches de l'amas, il est difficile de déterminer celles qui appartiennent à ses queues. Pour tester si la théorie fonctionne, les scientifiques ont créé la méthode du point de fuite compact. Ils ont utilisé des données sur la vitesse, la direction du mouvement et l'âge de différentes étoiles pour voir si elles sont liées par leur origine et leur gravité à un nuage de gaz et de poussière.
En utilisant cette méthode, les scientifiques ont pour la première fois calculéle nombre d'étoiles dans les queues de l'amas. Les astrophysiciens ont étudié les données de quatre amas ouverts proches de la Terre et ont également utilisé des données sur un cinquième objet collecté plus tôt.
L'étude a montré que dans tous les objetsle nombre d'étoiles dans la "queue" suivant l'amas s'est avéré être plus grand que dans celui qui se déplace devant lui. Ces résultats contredisent directement les hypothèses théoriques découlant de la théorie de la gravitation universelle.
L'amas d'étoiles ouvert Hyades est l'un de ceux analysés dans l'étude. Image : NASA, ESA et STScI
Comment est-ce possible?
Les scientifiques ont modélisé le comportement des étoiles disperséesclusters du point de vue d'une hypothèse alternative - la théorie de la dynamique newtonienne modifiée (MOND). Selon ce modèle, les effets de la gravité à de faibles accélérations sont plus forts que ne le suggère la théorie classique d'Isaac Newton.
Les résultats de la simulation ont montré que les donnéesobservations correspondent mieux à cette théorie. Il est possible d'imaginer que les étoiles puissent « quitter » l'amas par deux portes différentes, explique le co-auteur de l'étude, le professeur Pavel Krupa. Selon MOND, ces "portes" sont de largeurs différentes, et plus d'étoiles passent par l'une d'elles que par l'autre. Dans le même temps, la théorie classique de la gravité suggère que les portes sont les mêmes.
En outre, les chercheurs ont noté que stellaireles amas dans les galaxies proches cessent d'exister plus rapidement que ne le prédisent les lois de Newton. Ce résultat est également en meilleur accord avec la théorie MOND.
Répartition des jeunes étoiles dans les "queues" de l'amas d'étoiles ouvert des Hyades (en haut) et résultats de simulations informatiques utilisant la théorie MOND (en bas). Image : AG Kroupa/Uni Bonn
Pourquoi est-ce important?
Une nouvelle découverte pourrait entraîner un changement de paradigme dansmonde de l'astrophysique, changeant complètement la théorie largement répandue sur l'une des plus grandes forces de l'univers. Si le modèle MOND est correct, alors la matière noire n'existe pas.
Le concept de matière noire a été proposé pour la première foisdans les années 1930 pour expliquer les mouvements des étoiles et des galaxies contraires aux lois de la gravité. De nombreuses étoiles et galaxies se sont déplacées trop vite pour leur masse. Pour expliquer ces écarts, les scientifiques ont introduit une grande quantité de matière invisible dans les modèles qui affecte la gravité.
La théorie de la matière noire est la plus courante,Bien que des particules de cette matière n’aient pas encore été trouvées, de nombreuses preuves indirectes confirment son existence. Une théorie alternative, MOND, n'a pas encore reçu une telle reconnaissance, bien que certaines observations soutiennent ses postulats.
Les chercheurs prévoient de continuer à analyserdivers effets cosmiques du point de vue de la théorie MOND afin de trouver des preuves supplémentaires ou de développer une hypothèse alternative qui prend en compte les caractéristiques des deux théories.
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Image de couverture : L'amas d'étoiles des Pléiades. Source : NASA, ESA, AURA/Caltech, Observatoire Palomar