Аномалии в движении двойных звезд «нарушают» принятую теорию гравитации

В 2023 году Кю-Хён Чжэ (Kyu-Hyun Chae), профессор физики и астрономии из Университета Седжон в Сеуле (Южная Корея), выделил из обзора Gaia более 26,6 тысячи широких двойных звезд, расположенных в пределах 650 световых лет от нас (200 парсек). Имеются в виду системы с большим орбитальным периодом, в которых тела находятся на большом расстоянии друг от друга. Еще одним важным условием отбора было отсутствие явных признаков наличия других компаньонов.

Исследование показало, что динамика в таких системах в общем совпадает с результатами расчетов по уравнениям Ньютона и Эйнштейна, но «ломается» в системах с ускорением менее одного нанометра в квадратную секунду. Более того, при значении менее 0,1 нанометра в квадратную секунду отклонение достигает 30-40%.

Это существенное отклонение, но выборку двойных звезд нельзя было назвать совсем уж «чистой». В стремлении более точно проверить расчеты астроном Ксавьер Хернандес из Национального автономного университета Мексики отобрал 450 объектов, точность данных по которым удовлетворяла строгим требованиям, и подтвердил результаты Чжэ. Однако выборка оказалась слишком маленькой.

Для новой работы, опубликованной в журнале The Astrophysical Journal, Чжэ собрал точные данные по 2463 «статистически чистым» двойным звездам. Это менее 10% от первоначальной выборки, притом что как минимум 50% всех потенциальных двойных систем, по оценкам астрономов, «чистые».

Ученый проанализировал движение в этих системах с помощью двух разных алгоритмов. Отдельно он провел расчеты для 40 двойных звезд с максимально точными данными наблюдений.

И там, и там результаты совпали с выводами предыдущей работы. При удалении около двух тысяч астрономических единиц и ускорении около одного нанометра в квадратную секунду скорость и ускорение тела отклоняются от ньютоновских уравнений.

При удалении от пяти до 20 тысяч астрономических единиц и ускорении менее 0,1 нанометра в квадратную секунду отклонение в ускорении составляет 40-50%, а отклонение в относительной скорости — 20%.

Такие значения нельзя списать на темную материю — не те масштабы. В заключительной части работы Чжэ отметил, что отклонения нельзя списать и на систематическую ошибку измерений инструментов Gaia. Во-первых, он наложил строгие условия на выборку, во-вторых, при возрастании точности не наблюдаются аномалии в данных.

И все же при измерении настолько малых значений ускорения в данных неизбежно будут возникать ошибки. Поэтому, несмотря на совпадение результатов нового исследования с расчетами по модицифированной ньютоновской динамике (MOND), к подобным выводам нужно относиться крайне скептически.

Отметим, что анализ данных того же обзора Gaia по движению звезд в нашей галактике Млечный Путь, наоборот, показал, что гипотеза MOND неверна.