Що насправді ховається в центрі Чумацького Шляху: чорна діра чи дещо ще темніше?
У самому серці нашої галактики точно є щось надзвичайно масивне. У цьому астрономи не сумніваються вже давно. Але нове дослідження ставить провокаційне запитання: а що, як це не надмасивна чорна діра, як ми звикли вважати, а зовсім інший, ще загадковіший об’єкт?
Усі наявні вимірювання показують, що в центрі Чумацького Шляху зосереджена маса приблизно у чотири мільйони разів більша за масу Сонця Класичне пояснення — чорна діра Sagittarius A*, або просто Sgr A*. Саме вона, за загальноприйнятою версією, керує шаленими швидкостями зірок поблизу галактичного ядра. У 2022 році телескоп Event Horizon Telescope навіть продемонстрував зображення її «тіні», що виглядало як остаточний доказ.
Та, як виявляється, не все так однозначно.
Група астрофізиків припустила: усі ці спостереження так само добре пояснює компактне скупчення ферміонної темної матерії — без горизонту подій і без класичної чорної діри. І головне — сучасні інструменти просто не дозволяють нам упевнено відрізнити один варіант від іншого.
https://youtu.be/PR4EzyUv_fs
Темна матерія — головний невидимий гравець ВсесвітуТемна матерія — одна з найбільших загадок сучасної науки. Ми точно знаємо, скільки у Всесвіті «звичайної» матерії: зірок, планет, газу. Але гравітації значно більше, ніж вони можуть створити. Щось невидиме, що не випромінює світло й не поглинає його, тримає галактики разом. Це «щось» і є темною матерією, яка становить близько 84% усієї матерії у Всесвіті
І саме її гравітаційний вплив дозволив ученим «побачити» масивний об’єкт у центрі Чумацького Шляху — за рухом зірок, що описують складні витягнуті орбіти навколо невидимого центру.
А якщо чорної діри там немає?Автори нового дослідження пішли далі. Вони припустили, що галактичне ядро може бути не окремим об’єктом, а частиною єдиної структури темної матерії яка плавно переходить від щільного центру до розрідженого гало навколо всієї галактики.
«Ми не просто замінюємо чорну діру темним об’єктом, — пояснює астрофізик Карлос Арґуельєс. — Ми припускаємо, що центральний масивний об’єкт і гало темної матерії — це різні прояви однієї й тієї ж речовини».
Йдеться про ферміонну темну матерію — гіпотетичні частинки, які, як електрони чи нейтрони, підкоряються квантовим обмеженням і не можуть бути стиснуті до нескінченності. Теоретично це дозволяє утворювати надщільні, але стабільні об’єкти схожі за принципом на білі карлики чи нейтронні зорі — тільки з темної матерії.
Зірки як свідкиКлючовими «свідками» подій у центрі галактики є так звані S-зірки Вони рухаються з величезними швидкостями дуже близько до Sgr A*. Найвідоміша з них — зоря S2, яка робить повний оберт лише за 16 років. Її траєкторію вивчили з неймовірною точністю.
Дослідники змоделювали рух S2 у двох сценаріях:
— якщо в центрі є чорна діра;
— якщо там знаходиться щільне ядро з темної матерії.
Результат здивував: обидві моделі відтворюють рух зорі майже ідеально Тобто спостереження не дозволяють зробити остаточний висновок.
Додатковий аргумент на користь темної матеріїЄ ще один цікавий момент. Дані космічного апарата Gaia показують, що швидкість обертання Чумацького Шляху зменшується на великих відстанях від центру — так зване кеплерівське падіння. За словами авторів роботи,
саме модель ферміонної темної матерії найкраще пояснює цю картину на всіх масштабах — від центру галактики до її околиць.
«Це перший випадок, коли модель темної матерії змогла пов’язати рух центральних зірок і загальну динаміку галактики в єдину систему», — зазначає Арґуельєс.
Що покаже майбутнєОстаточну відповідь можуть дати майбутні спостереження. Якщо вдасться відстежити зорі, що обертаються ще ближче до центру, або отримати детальніші знімки області викривлення світла навколо Sgr A*, різниця може стати помітною.
Наприклад, характерне «фотонне кільце», притаманне чорним дірам, може виглядати інакше — або взагалі бути відсутнім — якщо в центрі насправді немає горизонту подій.
Поки що ж астрономи визнають: чорна діра — не єдине можливе пояснення А серце Чумацького Шляху може виявитися ще темнішим і загадковішим, ніж ми думали.
