分析疏散星團恆星動向，新觀測支持無需暗物質的引力理論

天體物理學家在分析一些星團時觀察到令人費解的行為，似乎違背我們對宇宙尺度引力的理解，甚至更符合修正牛頓重力理論：一個排除暗物質的理論。

疏散星團是一個巨分子雲中短時間內誕生的數百～數千顆恆星集團，目前銀河系內已發現超過 1,100 個疏散星團，它們環繞銀河中心運轉，恆星之間只靠微弱的引力維繫著。多數情況下，疏散星團在崩解前只能存活幾億年，而該過程容易丟失恆星，後者會分岔堆積成 2 條「尾巴」，其中一條尾巴被拉到星團後面，另一條則像先鋒帶頭。

根據牛頓萬有引力定律，這些恆星在丟失過程中會出現於哪條尾巴屬於「偶然性」，所以 2 條尾巴通常包含差不多數量的恆星。然而在德國波昂大學團隊的分析中，卻發現疏散星團的前尾恆星數總是明顯比後尾多。

過去，天文學家很難從一個星團附近數百萬顆恆星中，確定哪些屬於星團的尾巴，因為這必須確認所有天體的速度、運動方向和年齡。但波昂大學亥姆霍茲輻射與核物理研究所 Pavel Kroupa 領導的團隊，開發了一種能準確數出星團尾巴恆星的新方法，據此調查 5 個疏散星團，分析結果顯示與當前理論矛盾。

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相反地，修正牛頓重力理論（Modified Newtonian Dynamics，MOND）指出恆星可以通過 2 個不同的「門」離開星團，一個門通向後尾，另一個通向前尾，然而前者比後者窄很多，所以恆星不太可能通過它進入後尾、團隊再根據 MOND 理論計算預期的恆星分佈，模擬結果與觀察結果非常吻合。

如果 MOND 理論受到支持，它帶來的影響可能會動搖天體物理學——該理論宗旨為暗物質不存在。不過，MOND 理論目前仍是邊緣人，尚未被科學界廣泛接受，研究人員正在嘗試以其他方法進行模擬，希望未來找到更多支持或反對 MOND 的證據。

新論文發表在《皇家天文學會月報》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）。