Alternatieve MOND-theorie lijkt sterclusters beter te kunnen verklaren dan Newton’s zwaartekrachtwetten

Boven: de bewegingsrichting van de stercluster Hyaden en de hoeveelheid sterren in z’n twee getijdestaarten, onder: de voorspelde staarten volgens MOND. Credit: University of Bonn

Een internationaal team van sterrenkundigen heeft de beweging van open sterclusters in het Melkwegstelsel bestudeerd en op basis van hun onderzoek zeggen ze dat de alternatieve zwaartekrachttheorie van MOND (‘Modified Newtonian Dynamics’) de sterclusters beter kan verklaren dan Newton’s zwaartekrachtwetten. Pavel Kroupa (University of Bonn) en z’n team hebben vijf open sterclusters bestudeerd. Deze ontstaan als uit enorme interstellaire moleculaire gaswolken duizenden sterren ontstaan, doordat de gaswolk plaatselijk begint te krimpen en het gas heter wordt. Zodra de sterren dan beginnen te stralen duwen ze met hun sterke UV-straling het overgebleven gas weg en de sterren hebben dan ook de neiging om uit elkaar te drijven. Open sterclusters bestaan meestal een paar honderd miljoen jaar voordat de sterren uit elkaar gedreven zijn. Clusters verliezen zo langzaam maar zeker sterren en dat gaat via zogeheten getijdestaarten: eentje aan de voorkant van de cluster en eentje aan de achterkant, waarbij de richting hoe de cluster om het centrum van de Melkweg draait bepaalt wat de voor- en achterkant is. Eén van de onderzochte stercusters was de Hyaden in het sterrenbeeld Stier – hierboven de resultaten ervan in de grafiek.

Heldere sterren in de kern van de Hyaden stercluster. Credit: Thuvan Dihn/Wikipedia.

Newton’s klassieke zwaartekrachtwetten zeggen dat het niet uitmaakt in welk van de twee getijdestaarten sterren terecht komen. MOND daarentegen stelt dat er een verschil zal optreden: de voorste staart zal dicht bij de cluster meer sterren bevatten dan de achterste staart. Kroupa en z’n team hebben met behulp van de gegevens verzameld met de Europese Gaia ruimtetelescoop de gegevens bestudeerd van de beweging van sterren in vier open sterclusters in de Melkweg. Die gegevens bevestigen het MOND-model van de sterclusters: er zijn meer sterren in de voorste staart dan in de achterste staart. Verder hebben ze gezien dat in nabije sterrenstelsels de gemiddelde levensduur van sterclusters korter is dan wat Newton’s zwaartekrachttheorie voorspelt. MOND voorspelt een kortere levensduur en ook dat lijkt gestaafd te worden door de waarnemingen. De alternatieve zwaartekrachttheorie, die oorspronkelijk bedacht is door Mordegai Milgrom en die het bestaan van donkere materie uitsluit, wordt sterk bediscussieerd in sterrenkundige kringen. Op kleinere schalen binnen sterrenstelsels lijkt de theorie wel te kloppen met de waarnemingen, maar op grotere kosmologische schalen lijkt dat niet het geval te zijn.

Pavel Kroupa. © Volker Lannert / University of Bonn

Meer informatie vind je in Pavel Kroupa et al, Asymmetrical tidal tails of open star clusters: stars crossing their cluster’s práh challenge Newtonian gravitation, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2022).

Bron: Phys.org.

Gerelateerde Astroblogs:

Gaia waarnemingen aan wijde dubbelsterren leveren bewijs voor alternatieve zwaartekrachtstheorie Aan de rand van het Melkwegstelsel gaan sterren minder hard dan gedacht – hoe kan dat?