Новое исследование предполагает, что гравитационное влияние в центре нашей галактики может быть обусловлено скоплением тёмной материи, а не сверхмассивной чёрной дырой. Учёные предложили новую модель, которая объясняет движение звёзд вблизи центра галактики и особенности вращения её внешних областей.
Традиционно считалось, что объект Стрелец A* (Sgr A*) — сверхмассивная чёрная дыра — является причиной высоких скоростей вращения звёзд S-группы, обращающихся вокруг центра галактики. Новая гипотеза предполагает, что ядро из тёмной материи, состоящее из фермионов (лёгких субатомных частиц), создаёт структуру, имитирующую гравитационное воздействие чёрной дыры.
Модель предполагает наличие сверхплотного ядра из тёмной материи, окружённого обширным гало. Это ядро, обладая достаточной массой и плотностью, может объяснять орбиты S-звёзд и близлежащих объектов G-источников, окутанных пылью.
Важным фактором в поддержку новой модели стали данные космического телескопа Gaia DR3 Европейского космического агентства. Gaia зафиксировал замедление вращения внешнего гало Млечного Пути (так называемый кеплеровский спад), которое, по мнению авторов, можно объяснить наличием гало из тёмной материи, в сочетании с обычными компонентами галактики — диском и балджем. Фермионная модель предсказывает более компактную структуру гало, чем традиционные модели холодной тёмной материи.
«Это первый случай, когда модель тёмной материи успешно объединила различные масштабы и орбиты объектов, включая современные данные о кривой вращения и центральных звёздах», — отметил доктор Карлос Аргуэльес из Института астрофизики Ла-Плата.
Ранее эта же группа учёных показала, что аккреционный диск, окружающий плотное ядро из тёмной материи, отбрасывает тень, схожую с той, что была получена коллаборацией Event Horizon Telescope (EHT) для Sgr A*. «Наша модель не только объясняет орбиты звёзд и вращение галактики, но и согласуется со знаменитым изображением "тени чёрной дыры"», — заявила ведущий автор Валентина Креспи из Института астрофизики Ла-Плата.
Учёные сравнили свою модель с традиционной моделью чёрной дыры. Хотя текущие данные о центральных звёздах пока что не позволяют однозначно отличить эти два сценария, модель тёмной материи предлагает единую основу для объяснения как центра галактики, так и галактики в целом.
Будущие наблюдения с помощью таких инструментов, как интерферометр GRAVITY на Очень Большом Телескопе в Чили, и поиск фотонных колец (характерной особенности чёрных дыр, отсутствующей в сценарии с ядром из тёмной материи) помогут проверить предсказания новой модели.