Una teoria alternativa sul funzionamento della gravità starebbe ottenendo nuove evidenze osservazionali. Questa presunta novità sfida quanto elaborato al suo tempo da sir Isaac Newton, come scrivono gli studiosi.
La scoperta è da parte di un team internazionale di astrofisici nel corso dell’analisi di alcuni ammassi stellari. Le osservazioni sono coerenti con le previsioni derivate dall’ipotesi MOND, una teoria alternativa della gravità. Per molti astrofisici, però, i risultati sarebbero controversi. Lo studio e stato pubblicato su Monthly Notice of the Royal Astronomical Society.
Nel loro lavoro, i ricercatori hanno studiato ammassi stellari aperti. Questi si formano quando migliaia di stelle nascono in breve tempo in un’enorme nuvola di gas. Mentre si “accendono”, i nuovi arrivati galattici spazzano via i resti della nuvola di gas. Nel processo, il cluster si espande notevolmente. Questo crea una formazione sciolta composta da diverse decine fino a diverse migliaia di stelle. Le deboli forze gravitazionali che agiscono tra di loro tengono insieme l’ammasso.
Quanto tempo sopravvivono gli ammassi stellari?
ll Prof. Dr. Pavel Kroupa, attivo presso l’Helmholtz Institute of Radiation and Nuclear Physics presso l’Università di Bonn, ha spiegato tramite alcune dichiarazioni riportate da Phys.org: “Nella maggior parte dei casi, gli ammassi stellari aperti sopravvivono solo poche centinaia di milioni di anni prima di dissolversi”. Nel processo, perdono regolarmente stelle, che si accumulano in due cosiddette “code di marea“. Una di queste code viene tirata dietro l’ammasso mentre viaggia nello spazio. L’altra, al contrario, si espande liberamente nello spazio.
Jan Pflamm-Altenburg: “Una questione di casualità
“Secondo le leggi di gravità di Newton, è una questione di casualità in quale delle code finisce una stella perduta”, spiega il dott. Jan Pflamm-Altenburg dell’Helmholtz Institute of Radiation and Nuclear Physics. “Quindi entrambe le code dovrebbero contenere all’incirca lo stesso numero di stelle. Tuttavia, nel nostro lavoro siamo stati in grado di provare per la prima volta che questo non è vero: negli ammassi che abbiamo studiato, la coda anteriore contiene sempre un numero significativamente maggiore di stelle rispetto alla coda posteriore”.
Come si contano le stelle?
Finora è stato quasi impossibile determinare, tra i milioni di stelle vicine a un ammasso, quelle che appartengono alle sue code. “Per fare questo, devi guardare la velocità, la direzione del movimento e l’età di ciascuno di questi oggetti”, spiega la dott.ssa Tereza Jerabkova.
La coautrice dell’articolo, che ha conseguito il dottorato nel gruppo di Pavel Kroupa, si è recentemente trasferita dall’Agenzia spaziale europea (ESA) all’Osservatorio europeo meridionale a Garching. Ha sviluppato un metodo che le ha permesso di contare con precisione le stelle nella coda per la prima volta. “Finora, cinque ammassi aperti sono stati studiati vicino a noi, di cui quattro da noi”, dice. “Quando abbiamo analizzato tutti i dati, abbiamo riscontrato la contraddizione con la teoria attuale. Per ottenere questo risultato sono stati fondamentali i dati di rilevamento molto precisi della missione spaziale Gaia dell’ESA“.
I dati osservativi si adattano a una teoria che tra gli esperti va sotto l’acronimo di MOND (“Modified Newtonian Dynamics”). “In parole povere, secondo MOND, le stelle possono lasciare un ammasso attraverso due porte diverse”, ha spiegato Pavel Kroupa. “Uno conduce alla coda della marea posteriore , l’altro alla parte anteriore. Tuttavia, la prima è molto più stretta della seconda, quindi è meno probabile che una stella lasci l’ammasso attraverso di essa. La teoria della gravità di Newton, d’altra parte, prevede che entrambe le porte dovrebbero avere la stessa larghezza”.
Il calcolo della distribuzione stellare
Il team ha calcolato la distribuzione stellare prevista secondo MOND. “I risultati corrispondono sorprendentemente bene alle osservazioni”, sottolinea il dott. Ingo Thies, che ha svolto un ruolo chiave nelle simulazioni corrispondenti. “Tuttavia, abbiamo dovuto ricorrere a metodi computazionali relativamente semplici per farlo. Al momento non abbiamo gli strumenti matematici per analisi più dettagliate della dinamica newtoniana modificata”.
C’è da aggiungere, però, che le simulazioni hanno coinciso con le osservazioni anche sotto un altro aspetto: hanno previsto per quanto tempo dovrebbero sopravvivere gli ammassi aperti in genere.
E questo arco di tempo è significativamente più breve di quanto ci si aspetterebbe secondo le leggi di Newton. “Questo spiega un mistero noto da molto tempo”, ha sottolineato Pavel Kroupa. “Ovvero, gli ammassi stellari nelle galassie vicine sembrano scomparire più velocemente di quanto dovrebbero”.
Chiariamo però che la teoria MOND non è indiscussa tra gli esperti. Infatti, una conferma dell’ipotesi MOND avrebbe importanti ricadute, poiché le leggi di gravità di Newton non sarebbero valide in determinate circostanze e dovrebbero essere modificate, con conseguenze di vasta portata anche per altre aree della fisica.
