Астрономы выдвинули смелую гипотезу, которая ставит под сомнение десятилетиями устоявшееся представление о сердце нашей галактики. Согласно новому исследованию, в центре Млечного Пути может находиться не сверхмассивная чёрная дыра, а гигантское скопление загадочной тёмной материи. Эта невидимая субстанция, из которой состоит большая часть массы Вселенной, может создавать столь же мощные гравитационные эффекты, объясняя странное поведение звёзд как вблизи ядра, так и на дальних окраинах галактики.
Учёные предлагают модель, согласно которой особая форма тёмной материи, состоящая из лёгких гипотетических фермионов, образует в центре галактики чрезвычайно плотное и компактное ядро, окружённое более разреженным гало. Фермионы — это частицы с полуцелым спином, такие как электроны или протоны, составляющие обычную материю. В данном случае рассматриваются не открытые, а гипотетические частицы, например, стерильные нейтрино или другие слабовзаимодействующие массивные частицы (WIMPs), которые не испускают свет. Вместе эта структура ведёт себя как единая гравитационная система. Внутреннее ядро обладает такой массой и концентрацией, что его гравитационное влияние практически неотличимо от влияния чёрной дыры, что и объясняет бешеные скорости движения так называемых S-звёзд в непосредственной близости от центра.
Важным подтверждением этой теории стали данные миссии GAIA Европейского космического агентства, которые с высокой точностью отследили движение звёзд и газа во внешних областях Млечного Пути. Наблюдения показали характерное замедление орбитальных скоростей на больших расстояниях от центра, известное как Кеплеровский спад. Исследователи утверждают, что такое поведение идеально соответствует предсказаниям их модели фермионного гало тёмной материи в сочетании с известной массой галактического диска и центрального утолщения.
Новая модель также предлагает объяснение для одного из самых известных астрономических изображений последних лет — «тени чёрной дыры» в объекте Стрелец А*, полученной Телескопом горизонта событий. Как показали расчёты, сверхплотное ядро тёмной материи способно настолько сильно искривлять свет, что создаёт визуальный эффект, практически идентичный снимку: центральную область темноты, окружённую ярким кольцом. Таким образом, модель претендует на объяснение явлений на совершенно разных масштабах.
Окончательно разрешить спор между теорией чёрной дыры и теорией тёмной материи помогут будущие наблюдения. Ключевым доказательством может стать поиск так называемых фотонных колец — особенностей, которые должны существовать вокруг настоящих чёрных дыр, но отсутствовать в модели тёмноматериального ядра. Более точные измерения с помощью инструментов, таких как интерферометр GRAVITY, могут предоставить решающие данные. Этот инструмент объединяет свет от четырёх телескопов Очень Большого Телескопа, создавая виртуальный телескоп с чрезвычайно высоким разрешением. Он способен измерять точные положения и движения звёзд вблизи центра галактики. Сверхмассивная чёрная дыра предсказывает чёткие орбиты звёзд и специфические эффекты гравитационного линзирования, в то время как ядро из тёмной материи могло бы проявлять иное распределение массы или отсутствие горизонта событий, что и может выявить GRAVITY по отклонениям в наблюдениях. Если гипотеза подтвердится, это кардинально изменит наше понимание массивного объекта, управляющего динамикой сердца Млечного Пути.
Источник: Dark matter could be masquerading as a black hole at the Milky Way’s core