У центрі нашої галактики Чумацький Шлях може знаходитися не надмасивна чорна діра, а величезне скупчення загадкової темної матерії, що чинить такий самий гравітаційний вплив. Про це свідчать результати дослідження, опубліковані в журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Загадка Стрільця А*
У центрі нашої галактики знаходиться компактне радіоджерело, відоме під позначенням Стрілець А*. Його маса в 4,3 млн разів перевищує масу Сонця, навколо нього обертається група зір (т. зв. S-зорі), які рухаються з величезними швидкостями, що становлять кілька тисяч кілометрів на секунду.
На думку більшості дослідників, Стрілець А* є надмасивною чорною дірою. У 2022 році колаборації Телескопа горизонту подій (EHT) навіть вдалося отримати зображення її тіні, що узгоджується з теоретичними прогнозами.
Однак не всі згодні з таким трактуванням. Міжнародна група дослідників висунула альтернативну ідею, згідно з якою Стрілець А* насправді є скупченням темної матерії — загадкової субстанції, яка не бере участі в електромагнітній взаємодії й проявляє своє існування шляхом гравітаційного впливу на інші тіла.
Альтернативна гіпотеза
Згідно з новою гіпотезою, Стрілець А* складається з певного типу легких субатомних частинок під назвою ферміони. Він має надщільне компактне ядро, оточене великим дифузним гало, які разом діють як єдине ціле.
На думку вчених, внутрішнє ядро з темної матерії настільки компактне і масивне, що може імітувати гравітаційне тяжіння чорної діри та пояснити орбіти S-зір, а також орбіти оточених пилом об’єктів, відомих як G-джерела, які також існують поблизу.
Особливе значення для цієї гіпотези мають дані місії Gaia, під час якої була складена карта кривої обертання зовнішнього гало Чумацького Шляху, що показує, як зорі та газ обертаються далеко від центру. Було відзначено уповільнення кривої обертання нашої галактики, відоме як кеплерівське уповільнення, яке, на думку дослідників, можна пояснити зовнішнім гало з темної матерії в поєднанні з диском і балджем Чумацького Шляху, які складаються зі звичайної матерії.
«Це перший випадок, коли модель темної матерії успішно поєднала ці дуже різні масштаби й різні орбіти об’єктів, включно з сучасними даними про криву обертання і центральні зорі», — сказав співавтор дослідження доктор Карлос Аргуеллес з Інституту астрофізики Ла-Плати.
«Ми не просто замінюємо чорну діру темним об’єктом; ми пропонуємо, що надмасивний центральний об’єкт і гало темної матерії галактики є двома проявами однієї й тієї ж безперервної субстанції».
Тінь Стрільця А*
Важливо відзначити, що ферміонна модель темної матерії вже пройшла серйозну перевірку. Попереднє дослідження показало, що щільне ядро темної матерії буде сильно викривляти світло, створюючи центральну темряву, оточену яскравим кільцем. Отже, його зображення буде збігатися зі знаменитим зображенням тіні Стрільця А*, отриманим EHT.
Дослідники також статистично порівняли свою модель ферміонної темної матерії з традиційною моделлю чорної діри. Вони виявили, що, хоча поточні дані про внутрішні зорі ще не дозволяють однозначно розрізнити ці два сценарії, модель темної матерії надає єдину основу, яка пояснює центр галактики (центральні зорі та тінь) і галактику в цілому.
За словами авторів, для перевірки передбачень їхньої моделі вирішальне значення матимуть точніші дані, отримані за допомогою таких інструментів, як інтерферометр GRAVITY на Дуже великому телескопі в Чилі, а також пошук унікальної сигнатури фотонних кілець — ключової особливості чорних дір, відсутньої в сценарії з ядром темної матерії.
За матеріалами Royal Astronomical Society
