Секреты галактики. В центре Млечного пути может быть не черная дыра

Сейчас считается, что в центре галактики Млечный Путь есть сверхмассивная черная дыра. А что, если на самом деле там скрывается что-то еще? Ученые частично делают вывод о наличии и свойствах сверхмассивной дыры под названием Стрелец A* из гравитационного эффекта, который она оказывает на другие объекты, например, на орбиты звезд, которые вращаются вокруг этого галактического центра, сообщает Sciencealert

Что, если это вообще не черная дыра? Что, если это ядро из ​​темной материи? Согласно новому исследованию, наблюдаемые орбиты галактического центра, а также орбитальные скорости во внешних областях галактики, на самом деле было бы легче объяснить, если бы это было ядро ​​из темной материи, а не черная дыра.

Но откуда взялась эта гипотеза?

В последние два десятилетия орбита звезды S2 была предметом пристального изучения. Она вращается по 16-летней орбите вокруг галактического центра, длинной эллиптической петле, которая послужила идеальной лабораторией для одной из самых экстремальных проверок общей теории относительности на сегодняшний день.

В предыдущем исследовании две отдельные группы ученых доказали, что не только относительность пространства-времени поддерживается в галактическом центре, но результаты также согласуются с наличием сверхмассивной черной дырой, в 4 миллиона раз превышающей массу Солнца.

Затем появился объект под названием G2. Он также по длинной эллиптической орбите совершил нечто странное, когда в 2014 году обошел свой перицентр — точку на своей орбите, ближайшую к предполагаемой черной дыре. Он превратился из обычного компактного объекта в нечто длинное и растянутое, прежде чем снова сжаться.

Это было действительно странно, и природа G2 до сих пор неизвестна. Но как бы то ни было, движение объекта по перицентру, кажется, демонстрирует торможение, которое, по мнению группы астрофизиков во главе с Эдуаром Антонио Бесерра-Вергара из Международного центра релятивистской астрофизики со штаб-квартирой в Италии, не полностью соответствует модели черной дыры.

В прошлом году исследователи доказали, что S2 и G2 согласуются с другой моделью, даже с этим странным движением после перицентра: фермионами темной материи, которые называют "даркнино", с достаточно легкой массой, не позволяющей увидеть их коллапс в черную дыру, пока не будет по крайней мере в 100 раз больше вещества.

Это позволило бы объекту по-прежнему висеть в виде огромной плотной капли в центре Млечного Пути и быть окруженными рассеянным туманом по направлению к его краям и за пределы галактики.

Однако S2 и G2 — не единственные объекты, вращающиеся вокруг центра галактики. Теперь исследователи расширили свою модель до 17 наиболее охарактеризованных звезд, движущихся вокруг галактического центра, известных как S-звезды.

Согласно их расчетам, в центре галактики может быть плотный сгусток темной материи, который на окраинах галактики становится более тонким до диффузной концентрации.

Темная материя, несомненно, является одной из самых больших загадок Вселенной. Это название загадочной массы, ответственной за гравитационные эффекты, которые нельзя объяснить тем, что мы можем обнаружить другими способами — обычной материей, такой как звезды, пыль и галактики.

Например, галактики вращаются намного быстрее, чем должны были бы, если бы на них просто гравитационно влияла нормальная материя в них, но гравитационное линзирование — искривление пространства-времени вокруг массивных объектов — намного сильнее, чем должно быть. То, что создает эту дополнительную гравитацию, невозможно обнаружить напрямую.

Ученые знают это только по гравитационному эффекту, который он оказывает на другие объекты. Но активные галактические ядра, такие как самая фотогеничная сверхмассивная черная дыра во Вселенной, M87 * (примерно в 6,5 миллиарда раз больше массы Солнца), кажутся гораздо более совместимыми с моделью черной дыры.

Ученые предполагают, что при превышении критической массы сгусток темной материи мог гравитационно коллапсировать в сверхмассивную черную дыру. Это может помочь объяснить, как вообще появились сверхмассивные черные дыры, поскольку не известно, как они становятся такими большими и не известно, сколько из них появилось в ранней Вселенной, прежде чем они успели сформироваться.

Считается, что примерно 80 процентов материи во Вселенной — это темная материя. Недостаточно черных дыр, сверхмассивных или каких-либо других, чтобы объяснить всю эту темную материю, но ученые не предполагают, что именно здесь находится все вещество. Скорее, их подход предлагает кандидата на темную материю, который также может помочь объяснить существование сверхмассивных черных дыр.