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疏散星团,是一个巨分子云中短时间内诞生的数百到数千颗规模的恒星集团,是由较弱引力联系的恒星所组成的天体,直径一般不过数十光年,并且在大多数情况下只能存活几亿年。在其崩解过程中,恒星容易丢失,而丢失的恒星会聚积形成两个所谓的“潮汐尾”,一个在星团后面,另一个在星团的头部。根据牛顿的万有引力定律,丢失的恒星最终去哪个尾巴上属于“偶然性”,所以两条尾巴上的恒星数量通常差不多。
然而10月30日的一条关于疏散星团最新研究的消息,似乎在质疑牛顿的这一经典理论。
近日,一个由德国波恩大学、中国科学技术大学等机构的科学家组成的国际团队在《皇家天文学会月刊》发表了最新的研究成果。他们在分析某些星团时发现了一个令人费解的现象:在疏散星团中,前尾巴的恒星总比后尾巴的恒星多。这就挑战了牛顿的万有引力定律。相反,这种结果则与另一种引力理论预测相一致,如果该理论被证明是正确的,那么对天体物理学将会产生深远影响。
过去,天文学家很难从一个星团附近数百万颗恒星中,确定哪些属于星团的尾巴,因为这必须确认所有天体的速度、运动方向和年龄。但波恩大学亥姆霍兹辐射与核物理研究所Pavel Kroupa领导的团队,开发了一种能准确数出星团尾巴恒星的新方法,据此调查5个疏散星团,分析结果显示与当前理论矛盾。
相反,修正牛顿重力理论(Modified Newtonian Dynamics,MOND)指出恒星可以通过2个不同的“门”离开星团,一个门通向后尾,另一个通向前尾,然而前者比后者窄很多,所以恒星不太可能通过它进入后尾、团队再根据MOND理论计算预期的恒星分布,模拟结果与观察结果非常吻合。
如果MOND理论受到支持,它带来的影响可能会动摇天体物理学——该理论宗旨为暗物质不存在。不过,MOND理论目前仍是边缘人,尚未被科学界广泛接受,研究人员正在尝试以其他方法进行模拟,希望未来找到更多支持或反对MOND的证据。
Pavel Kroupa教授,来源:波恩大学
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