Центр Млечного Пути долгое время считался территорией безоговорочного господства сверхмассивной черной дыры. Мы наблюдаем странные орбиты звезд, фиксируем экстремальную гравитацию и даже получили изображение загадочной "тени". Однако новая научная работа предлагает куда более интригующую альтернативу привычной картине. Об этом сообщает Sciencepost.
Привычная версия и первый повод для сомнений
В астрономии не так много аксиом, но одна из них казалась почти неоспоримой: в центре нашей галактики находится Sagittarius A* - сверхмассивная черная дыра, управляющая движением окружающих звезд и газа. Именно ее гравитация, как считалось, формирует сложную динамику галактического ядра.
Международная группа исследователей под руководством астрофизика Карлоса Аргуэльеса не отрицает существование Sagittarius A*. Однако ученые предполагают, что ее роль может быть не столь исключительной. По их версии, ключевым источником гравитации может оказаться плотное ядро из темной материи, скрытое в самом центре Млечного Пути.
Темная материя как идеальный двойник
Темная материя — это невидимая форма вещества, составляющая около 85% всей массы Вселенной. Мы не можем наблюдать ее напрямую, но о ее существовании судят по гравитационным эффектам. Согласно моделированию, если темная материя соберется в крайне компактный и плотный шар, она будет вести себя почти как черная дыра.
Такой объект способен искривлять свет, формировать темную область в центре и заставлять звезды двигаться с огромными скоростями. Для наблюдателя с современными телескопами различия между ним и классической черной дырой окажутся минимальными.
Звезды S и проверка точности
Чтобы проверить гипотезу, ученые сосредоточились на так называемых звездах S — объектах, которые с бешеной скоростью обращаются вокруг галактического центра. Были запущены два компьютерных сценария.
Классическая модель со сверхмассивной черной дырой.
Альтернативная модель с компактным ядром темной материи.
Разница в предсказаниях оказалась менее 1%. С точки зрения статистики обе версии одинаково хорошо описывают наблюдаемую "хореографию" звезд. Более того, модель с темной материей лучше объясняет поведение загадочных газовых облаков, известных как источники G, которые долгое время не вписывались в стандартные расчеты.
От центра — ко всей галактике
Особую ценность работе придает то, что она выходит за рамки одного лишь ядра. Данные спутника GAIA Европейского космического агентства показали: вращение Млечного Пути слегка замедляется. Это тонкий, но важный эффект, требующий объяснения.
Модель с плотным ядром темной материи, окруженным более разреженным гало, хорошо согласуется с этой динамикой. Впервые единая теория связывает процессы в самом центре галактики с движением всей спиральной структуры.
А как же фотография черной дыры?
В 2022 году команда телескопа Event Horizon Telescope опубликовала изображение Sagittarius A*. Однако важно понимать, что это не снимок объекта в привычном смысле. Черную дыру невозможно увидеть напрямую — она не излучает свет.
На изображении запечатлена тень, возникающая из-за экстремального искривления света раскаленного газа. Ключевой момент новой работы заключается в том, что компактное ядро темной материи способно создавать практически идентичную картину. Такие гипотетические объекты называют "имитаторами черных дыр".
Принципиальное различие — в природе. У черной дыры есть горизонт событий, точка невозврата. У ядра темной материи, по теории, существует физическая поверхность. Но при нынешнем уровне наблюдений отличить одно от другого практически невозможно.
Сравнение черной дыры и ядра темной материи
Классическая черная дыра опирается на десятилетия наблюдений и хорошо вписывается в существующие теории. Она объясняет движение звезд, поведение газа и форму тени.
Ядро темной материи пока остается гипотезой, но оно столь же точно воспроизводит гравитационные эффекты. Дополнительный плюс — способность объяснять динамику всей галактики в рамках одной модели.
Плюсы и минусы альтернативной гипотезы
Новая идея расширяет наше понимание центра Млечного Пути и предлагает свежий взгляд на роль темной материи. Она объединяет данные о звездах, газе и глобальном вращении галактики.
В то же время темная материя до сих пор не обнаружена напрямую, а значит, теория остается предположением. Для окончательных выводов потребуется более точная астрономическая "оптика".
Популярные вопросы о центре Млечного Пути
Что находится в центре нашей галактики?
С высокой вероятностью — сверхмассивный гравитационный объект, природа которого все еще обсуждается.
Можно ли уже сейчас отличить черную дыру от ядра темной материи?
Нет, современные телескопы пока не обладают нужным разрешением.
Что решит спор окончательно?
Новые наблюдения и более точные измерения поведения света и материи вблизи центра галактики.
