В центре нашей галактики Млечный Путь может находиться не сверхмассивная черная дыра, а огромное скопление загадочной темной материи, оказывающее такое же гравитационное воздействие. Об этом говорят результаты исследования, опубликованные в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Загадка Стрельца А*
В центре нашей галактики находится компактный радиоисточник, известный под обозначением Стрелец А*. Его масса в 4,3 млн раз превышает массу Солнца, вокруг него обращается группа звезд (т. н. S-звезды), которые движутся с огромными скоростями, составляющими несколько тысяч километров в секунду.
По мнению большинства исследователей Стрелец А* представляет собой сверхмассивную черную дыры. В 2022 году коллаборации Телескопа горизонта событий (EHT) даже удалось получить изображение ее тени, согласующиеся с теоретическими предсказаниями.
Однако не все согласны с такой трактовкой. Международная группа исследователей выдвинула альтернативную идею, согласно которой Стрелец А* на самом деле представляет собой скопление темной материи — загадочной субстанции, которая не участвует в электромагнитном взаимодействие, и проявляет свое существование путем гравитационного воздействия на другие тела.
Альтернативная гипотеза
Согласно новой гипотезе, Стрелец А* состоит из определенного типа легких субатомных частиц под названием фермионы. Он обладает сверхплотным компактным ядром, окруженным обширным диффузным гало, которые вместе действуют как единое целое.
По мнению ученых, внутреннее ядро из темной материи настолько компактное и массивное, что может имитировать гравитационное притяжение черной дыры и объяснить орбиты S-звезд, а также орбиты окруженных пылью объектов, известных как G-источники, которые также существуют поблизости.
Особое значение для этой гипотезы имеют данные миссии Gaia, в ходе которой была составлена карта кривой вращения внешнего гало Млечного Пути, показывающая, как звезды и газ вращаются вдали от центра. Было отмечено замедление кривой вращения нашей галактики, известное как кеплеровское замедление, которое, по мнению исследователей, можно объяснить внешним гало из темной материи в сочетании с диском и балджем Млечного Пути, которые состоят из обычной материи.
«Это первый случай, когда модель темной материи успешно соединила эти очень разные масштабы и различные орбиты объектов, включая современные данные о кривой вращения и центральных звездах», — сказал соавтор исследования доктор Карлос Аргуэллес из Института астрофизики Ла-Платы.
«Мы не просто заменяем черную дыру темным объектом; мы предлагаем, что сверхмассивный центральный объект и гало темной материи галактики являются двумя проявлениями одной и той же непрерывной субстанции».
Тень Стрельца А*
Важно отметить, что фермионная модель темной материи уже прошла серьезную проверку. Предыдущее исследование показало, что плотное ядро темной материи будет сильно искривлять свет, создавая центральную темноту, окруженную ярким кольцом. Таким образом его изображение будет совпадать со знаменитым изображением тени Стрельца А*, полученным EHT.
Исследователи также статистически сравнили свою модель фермионной темной материи с традиционной моделью черной дыры. Они обнаружили, что, хотя текущие данные о внутренних звездах еще не позволяют однозначно различить эти два сценария, модель темной материи предоставляет единую основу, которая объясняет центр галактики (центральные звезды и тень) и галактику в целом.
По словам авторов, для проверки предсказаний их модели будут иметь решающее значение более точные данные, полученные с помощью таких инструментов, как интерферометр GRAVITY на Очень большом телескопе в Чили, а также поиск уникальной сигнатуры фотонных колец — ключевой особенности черных дыр, отсутствующей в сценарии с ядром темной материи.
По материалам Royal Astronomical Society
