Недавні дослідження ставлять під сумнів загальноприйняте припущення про те, що надмасивний об’єкт у центрі Чумацького Шляху, Стрілець A (Sgr A ), є чорною діркою. Натомість вчені припускають, що це може бути надзвичайно щільне скупчення темної матерії – концепція, що має далекосяжні наслідки для нашого розуміння галактик і самої природи темної матерії.
Аргументи на користь темної матерії замість чорних дірок
Протягом багатьох років астрономи спостерігали зірки, що обертаються навколо Sgr A* з неймовірною швидкістю до 10% швидкості світла підтверджуючи присутність потужної гравітаційної сили. Орбіти затягнутих пилом “G-джерел” поблизу Галактичного центру також відповідають цій інтенсивній гравітації. Традиційно це приписувалося чорній дірі з масою в 4,6 мільйона разів більше за масу Сонця. Однак нова модель передбачає, що аналогічне скупчення темної матерії може створювати той самий ефект.
Справа не просто в заміні одного невидимого об’єкта іншим. Ключ полягає в типі темної матерії. Модель команди вимагає “ферміонної” темної матерії, що складається з ультралегких частинок, щоб сформувати компактне ядро, що імітує чорну дірку, одночасно створюючи великий, дифузний гало, що тягнеться за межі видимої галактики. Інші склади темної матерії що неспроможні відтворити таку структуру.
Роль Gaia у спростуванні існуючих моделей
Підтвердження цієї теорії частково виходить із даних, зібраних космічною місією Європейського космічного агентства Gaia. Gaia точно відобразила обертання зірок у зовнішньому гало Чумацького Шляху, виявивши уповільнення галактичної кривої обертання – явище, відоме як спадок Кеплерів.
Стандартна космологічна модель, що передбачає “холодну” (повільно рухається) темну матерію, важко пояснює цей спад. Ферміонна темна матерія, проте, передбачає більш щільне і компактне гало, яке може пояснити уповільнення. Це критично важливо, оскільки це пов’язує дані, отримані в центрі галактики, та дані, отримані у зовнішньому гало.
Тінь сумніву: пояснення зображення телескопа Event Horizon
Одна з основних проблем гіпотези про темну матерію – це зображення Sgr A *, отримане телескопом Event Horizon (EHT). Кільце, що світиться навколо темної центральної області здається відповідним тіні, що відкидається чорною діркою. Однак дослідники продемонстрували, що щільне ядро темної ферміонної матерії також може досить сильно викривляти світло, щоб створити аналогічну тінь, незважаючи на те, що воно невидиме для прямого спостереження.
“Наша модель не тільки пояснює орбіти зірок та обертання галактики, а й узгоджується зі знаменитим зображенням “тіні чорної діри”, – каже Валентина Креспі, керівник групи в Інституті астрофізики Ла-Плата.
Наступні кроки: перевірка теорії
Хоча модель темної матерії успішно відтворює поведінку, що спостерігається, включаючи орбіти зірок, галактичну структуру і тінь чорної діри, все ще рано робити висновки. Команда пропонує майбутні спостереження за допомогою Дуже великого телескопа (VLT) для пошуку “фотонового кільця” навколо Sgr A*. Його наявність підтвердить чорну дірку; його відсутність може зміцнити аргументи на користь ядра темної матерії.
Супереки далекі від завершення. Таємниця центру Чумацького Шляху залишається нерозгаданою: скупчення темної матерії чи надмасивна чорна діра? Тільки подальші спостереження розкриють правду.
