A nyitott csillaghalmazok néhány tíztől legfeljebb néhány száz csillagból álló, lazán kötött csoportok, amelyek a spirális és szabálytalan galaxisokban találhatók. Nyílt halmazok akkor jönnek létre, amikor csillagok ezrei születnek rövid időn belül egy hatalmas gázfelhőben. Ahogy „begyulladnak”, a csillagok elfújják a gázfelhő maradványait. Ennek során a halmaz nagymértékben kitágul, ami végül több tucat-több ezer csillagból álló laza képződményt hoz létre. A halmazt a csillagok között ható gyenge gravitációs erők tartják össze.

A legtöbb esetben ezek a halmazok csak pár százmillió évig maradnak fenn, mielőtt szétesnének – azonban a halmaz a végállapotig is csillagokat veszt, amelyek amolyan csóvaként állnak össze. Ez a csóva kétféle pozíciót foglalhat el a halmazhoz képest, miközben az mozog az űrben: az egyik a halmaz mozgásához képest az ellenkező oldalon, amolyan farokként jelenhet meg, a másik csóva pedig a halmaz előtt, akár egy lándzsahegy.

Egészen mostanáig azonban nem lehetett biztosan megállapítani, hogy a halmazhoz közeli csillagok egész pontosan hol találhatóak a halmazhoz képest. Itt jön képbe Dr. Tereza Jerabkova, aki a most szóban forgó tanulmány társszerzője – írja a Scitechdaily. A Dr. Jerabkova által kidolgozott módszer segítségével ugyanis most először pontosan meg lehetett számolni a csillagokat a csóvákban – és épp itt kezdődtek a gondok. Mint a kutató elmondta, mostanáig öt közeli csillaghalmazt vizsgáltak meg elsősorban az ESA Gaia teleszkópjának az adatai alapján. Newton gravitációról szóló törvényei alapján a véletlennek kellene dönteni arról, hogy egy csillag a halmaz előtti vagy az azt követő csóvában köt ki – és mivel tehát csillagonként 50-50 százalék az esély, hogy melyik csóvába kerül, így a két csóvának nagyjából azonos számú csillagot kellene tartalmaznia. A kutatók azonban nem ezt találták: ehelyett a halmaz előtt elhelyezkedő csóvában mindig jelentősen több csillagot számoltak össze, mint a halmazt követőben.

A kutatók ezen eltérés miatt állítják azt a tanulmányukban, hogy a felfedezésük megkérdőjelezi Newton gravitációs törvényeit – ellenben összhangban állnak egy alternatív teóriával. Ez utóbbi a MOND (MOdified Newtonian Dynamics), amely egyszerűen szólva azt állítja, hogy egy csillag két „kapun” át hagyhatja el a halmazt – az egyik értelemszerűen az elülső csóva, a másik a hátsó. Ez a hátsó kapu viszont jóval szűkebb, így a csillag nagyobb eséllyel köt ki az elülső csóvában. Newton törvényei alapján ehhez képest tehát a két kapunak egyformán szélesnek kellene lennie.

Amikor a kutatók a MOND alapján számolták ki a csillagok várható eloszlását a két csóva közt, akkor ezek a számok már megegyeztek a megfigyelésekkel. Sőt a MOND-ra épített szimulációk tisztáztak egy másik rejtélyt is: a csillaghalmazok a közeli galaxisokban jóval gyorsabban tűnnek el, mint azt várni lehet, azonban a MOND szerint a halmazok eleve ilyen rövid élettartalmúak – ami szintén egy eltérés tehát ahhoz képest, amire Newton törvényei alapján számítani lehetne.

A MOND viszont egy vitatott teória, mivel ez azt jelenti, hogy Newton törvényei nem egyetemlegesek, hanem bizonyos esetekben módosításra szorulnak – ennek viszont nem csak a csillagászatra, de a fizikára úgy általában igen komoly kihatása lenne. Viszont, mint a kutatók mondják: a MOND több olyan problémát is megoldana, amivel a csillagászat manapság szembekerül.