|
Темная материя, а не черная дыра, питает Млечный Путь
|
|
|
|
Возможно, в центре нашей галактики Млечный Путь находится не сверхмассивная черная дыра, а скорее огромное скопление таинственной темной материи, оказывающее такое же гравитационное воздействие, говорят астрономы. Они полагают, что это невидимое вещество, составляющее большую часть массы Вселенной, может объяснить как бурный танец звезд всего в световых часах (которые часто используются для измерения расстояний внутри нашей собственной Солнечной системы) от центра галактики, так и плавное крупномасштабное вращение всей материи на окраинах о Млечном Пути. Новое исследование было опубликовано сегодня в журнале Monthly Notices Королевского астрономического общества.
|
|
|
|
Это бросает вызов ведущей теории о том, что Стрелец А* (Sgr A*), предполагаемая черная дыра в сердце нашей галактики, ответственна за наблюдаемые орбиты группы звезд, известных как S-звезды, которые вращаются с огромной скоростью, достигающей нескольких тысяч километров в секунду.
|
|
|
|
Вместо этого международная команда исследователей выдвинула альтернативную идею — что определенный тип темной материи, состоящий из фермионов, или легких субатомных частиц, может создать уникальную космическую структуру, которая также соответствует тому, что мы знаем о ядре Млечного Пути.
|
|
|
|
Теоретически, это привело бы к образованию сверхплотного, компактного ядра, окруженного обширным рассеянным ореолом, который вместе действовал бы как единое целое.
|
|
|
|
|
|
|
Внутреннее ядро было бы настолько компактным и массивным, что могло бы имитировать гравитационное притяжение черной дыры и объяснить орбиты S-звезд, которые наблюдались в предыдущих исследованиях, а также орбиты окутанных пылью объектов, известных как G-источники, которые также существуют поблизости.
|
|
|
|
Особое значение для нового исследования имеют последние данные миссии Европейского космического агентства Gaia DR3, которая тщательно отобразила кривую вращения внешнего гало Млечного Пути, показав, как звезды и газ вращаются вдали от центра.
|
|
|
|
Он наблюдал замедление кривой вращения нашей галактики, известное как кеплеровское отклонение, которое, по словам исследователей, может быть объяснено внешним гало в их модели темной материи в сочетании с традиционными дискообразными и выпуклыми массовыми компонентами обычной материи.
|
|
|
|
Это, добавляют они, усиливает "фермионную" модель, подчеркивая ключевое структурное отличие. В то время как традиционные гало из холодной темной материи распространяются по расширенному "степенному закону", фермионная модель предсказывает более плотную структуру, что приводит к более компактным гало-хвостам.
|
|
|
|
Исследование было проведено в рамках международного сотрудничества с участием Института астрофизики Ла-Платы в Аргентине, Международного центра сети релятивистской астрофизики и Национального института астрофизики в Италии, исследовательской группы по теории относительности и гравитации в Колумбии и Института физики Кельнского университета в Германии.
|
|
|
|
"Это первый случай, когда модель темной материи успешно сопоставляет эти совершенно разные масштабы и орбиты различных объектов, включая данные о современной кривой вращения и центральных звездах", - сказал соавтор исследования доктор Карлос Аргуэльес из Института астрофизики Ла-Платы.
|
|
|
|
"Мы не просто заменяем черную дыру темным объектом; мы предполагаем, что сверхмассивный центральный объект и гало темной материи галактики являются двумя проявлениями одной и той же непрерывной субстанции".
|
|
|
|
Важно отметить, что эта модель фермионной темной материи уже прошла серьезную проверку. Предыдущее исследование Пелле и его команды, также опубликованное в MNRAS, показало, что когда аккреционный диск освещает эти плотные ядра темной материи, они отбрасывают тень, поразительно похожую на ту, что была получена с помощью телескопа Event Horizon Telescope (EHT) для Sgr A*.
|
|
|
|
"Это ключевой момент", - сказала ведущий автор Валентина Креспи из Института астрофизики Ла-Платы.
|
|
|
|
"Наша модель не только объясняет орбиты звезд и вращение галактики, но и согласуется со знаменитым изображением "тени черной дыры". Плотное ядро из темной материи может имитировать тень, потому что оно сильно искривляет свет, создавая в центре темную область, окруженную ярким кольцом".
|
|
Тестирование нового сценария с темной материей
|
|
|
|
Исследователи статистически сравнили свою модель фермионной темной материи с традиционной моделью черной дыры.
|
|
|
|
Они обнаружили, что, хотя текущие данные по внутренним звездам еще не позволяют провести четкое различие между этими двумя сценариями, модель темной материи обеспечивает единую структуру, которая объясняет галактический центр (центральные звезды и тень) и галактику в целом.
|
|
|
|
Новое исследование прокладывает путь для будущих наблюдений. Более точные данные, полученные с помощью таких приборов, как ГРАВИТАЦИОННЫЙ интерферометр на Очень большом телескопе в Чили, и поиск уникальной сигнатуры фотонных колец — ключевой особенности черных дыр, отсутствующей в сценарии ядра темной материи, — будут иметь решающее значение для проверки предсказаний этой новой модели, говорят авторы.
|
|
|
|
Результаты этих исследований потенциально могут изменить наше понимание фундаментальной природы космического гиганта, находящегося в самом сердце Млечного Пути.
|
|
|
|
Источник
|
