Что находится в центре Млечного пути?
Традиционно считается, что в центре Млечного Пути расположена сверхмассивная черная дыра, известная как Sagittarius A*. Именно ее гравитация, по классической модели, объясняет экстремальные орбиты так называемых S-звезд, которые движутся вблизи ядра со скоростями в несколько тысяч километров в секунду, пишет Daily Mail.
Смотрите также Магнитный скелет Молочного Пути: астрономы раскрыли тайну нашей галактики
Параллельно с этим считается, что вокруг галактики существует рассеянное гало темной материи, которое удерживает звездный диск от распада и объясняет почти равномерную скорость вращения на больших расстояниях от центра.
Однако команда из Института астрофизики Ла-Плата предлагает другой сценарий. Согласно исследованию, опубликованным на Royal Astronomical Society, галактика может вращаться не вокруг черной дыры, а вокруг сверхплотного сгустка темной материи. В этой модели центральный компактный объект и протяженное гало являются частями единой структуры, сформированной из одного и того же вещества.
Ключевую роль в гипотезе играет особый тип темной материи, состоящий из фермионов – чрезвычайно легких субатомных частиц. Теоретически они способны формировать плотное ядро с колоссальной гравитацией, окруженное разреженным гало. Внутренняя часть такой структуры могла бы объяснить быстрое движение звезд вблизи центра, а внешняя – динамику всей галактики.
По словам соавтора исследования Карлоса Аргуэльеса, речь идет не о простой замене черной дыры другим экзотическим объектом. Идея заключается в том, что центральный массивный объект и гало темной материи являются различными проявлениями одной непрерывной среды. По мнению исследователей, это первый случай, когда модель темной материи способна согласовать процессы на столь разных масштабах – от орбит отдельных звезд до вращения всей галактики.
А как же фото черной дыры, которое мы получили ранее?
Особое внимание авторы уделяют наблюдениям 2022 года, когда Event Horizon Telescope Collaboration получила первое изображение центра Млечного Пути. На нем видно темную область, окруженную ярким кольцом излучения, что интерпретировалось как "тень" черной дыры.
Такое изображение центра нашей галактики получили ученые ранее / Фото Event Horizon Telescope
Критически важно, отмечают авторы новой работы, что их модель с участием темной материи также способна воспроизвести подобную картину, говорится в кратком обзоре исследования на сайте Института астрофизики Ла-Плата. Компьютерные симуляции показывают, что вещество, которое вращается вокруг плотного ядра темной материи, может искривлять свет настолько сильно, что формируется почти идентичный световой ореол.
Ведущий автор исследования Валентина Креспи отмечает, что по имеющимся данным невозможно однозначно отличить черную дыру от фермионного ядра темной материи. Орбиты звезд в центре галактики пока одинаково хорошо согласуются с обеими моделями.
Преимущество альтернативной гипотезы заключается в ее универсальности, ведь она объясняет структуру галактики одним физическим механизмом, а не двумя отдельными компонентами.
Окончательный ответ, вероятно, смогут дать будущие наблюдения. Сверхчувствительные инструменты способны зафиксировать так называемые фотонные кольца – специфические признаки горизонта событий, которые должны быть присущи только черным дырам. Их отсутствие стало бы серьезным аргументом в пользу сценария с темной материей.