Предложено ядро из темной материи как альтернатива черной дыре в центре Млечного Пути

Недавние исследования ставят под сомнение давнее убеждение, что в центре Млечного Пути находится сверхмассивная черная дыра, известная как Стрелец A* (Sgr A*). Вместо этого ученые предлагают, что плотное ядро фермионной темной материи может объяснить гравитационные силы, наблюдаемые в этом регионе.

Традиционно Sgr A* считалась массивным объектом, влияющим на быстрые орбиты звезд возле галактического центра. Однако новое исследование предполагает, что специфическая форма темной материи, состоящая из легких субатомных частиц — фермионов, может образовывать компактное ядро, окруженное разреженной гало. Такая структура могла бы имитировать гравитационные эффекты, приписываемые черной дыре.

Модель предполагает, что плотное ядро из темной материи будет оказывать гравитационное притяжение, аналогичное черной дыре, объясняя высокие скорости звезд, близких к центру. Кроме того, окружающее гало из темной материи может объяснить более плавные кривые вращения, наблюдаемые во внешних областях галактики.

В поддержку этой гипотезы данные миссии GAIA DR3 Европейского космического агентства показали снижение орбитальных скоростей на больших расстояниях от галактического центра — явление, известное как кеплеровское падение. Это наблюдение совпадает с предсказаниями модели гало из темной материи в сочетании с известной массой диска и центрального балджи Млечного Пути.

Международная команда ученых провела это исследование, в которую вошли представители Института астрофизики Ла-Платы в Аргентине, Международного центра релятивистской астрофизики и Национального института астрофизики Италии. Доктор Карлос Аргуэльес из Института астрофизики Ла-Платы заявил: «Это первый случай, когда модель темной материи успешно объединила столь разные масштабы и различные орбиты объектов, включая современные данные о кривых вращения и звездах центральной области».

Дополнительно в пользу теории ядра из темной материи свидетельствуют предыдущие исследования, показавшие, что такое ядро может создавать тенеподобную структуру при освещении аккреционным диском. Эта структура очень похожа на изображение, полученное телескопом горизонта событий для Sgr A*. Ведущий автор Валентина Креспи отметила: «Наша модель не только объясняет орбиты звезд и вращение галактики, но и согласуется с известным изображением „тени черной дыры“».

Хотя текущие данные не позволяют однозначно предпочесть модель ядра из темной материи традиционному объяснению в виде черной дыры, будущие наблюдения могут прояснить ситуацию. Инструменты, такие как интерферометр GRAVITY на Очень большом телескопе в Чили, а также поиски фотонных колец, могут предоставить решающие доказательства. Если гипотеза подтвердится, модель ядра из темной материи может существенно изменить наше понимание массивного объекта в сердце Млечного Пути.