В самом центре нашей Галактики есть невидимый гравитационный «двигатель», который заставляет звезды вращаться с сумасшедшими скоростями. Десятилетиями мы были уверены, что это Стрелец А* — сверхмассивная черная дыра весом в четыре миллиона Солнц. Однако международная группа астрофизиков предложила интересную альтернативу.
В традиционной модели, в центре Галактики располагается черная дыра, на окраинах – разреженное облако темной материи. Новая модель все объединяет, предполагая, что в сердце Млечного Пути скрывается не дыра, а сверхплотный сгусток этой самой материи.
Фермионное ядро вместо бездны
Авторы считают, что Млечный Путь пронизывает единая субстанция из легких фермионов – субатомных частиц, напоминающих нейтрино. В центре они сжимаются в невероятно плотное ядро, которое имитирует гравитацию черной дыры, а к краям распределяются более свободно, формируя диффузное гало.
Главная проверка любой теории – цифры. Астрофизики сопоставили свою модель с поведением S-звезд, которые кружатся в паре световых часов от центра. Выяснилось, что гравитация фермионного ядра управляет ими так же, как и черная дыра.
Улики на окраинах и «фото» призрака
Но самое интересное – это данные миссии GAIA DR3. Телескоп зафиксировал «кеплеровский спад» — замедление вращения звезд на самых дальних окраинах Галактики. Обычные модели холодной темной материи плохо объясняют этот эффект, а вот специфическое распределение массы фермионного облака вписалось в графики идеально.
Но как быть со знаменитым снимком «тени черной дыры» от телескопа Event Horizon? Ученые говорят, что сверхплотное ядро темной материи способно так сильно искривлять свет (эффект гравитационного линзирования), что создается идентичная картинка – темное пятно в кольце яркого света. Визуально отличить такой объект от черной дыры мы пока не можем.
В ожидании решающего кадра
Сегодня обе версии — и с черной дырой, и с темной материей — имеют равные права на жизнь. Чтобы вынести окончательный вердикт, астрономам нужно заглянуть еще глубже.
В будущем прибор GRAVITY в Чили попробует отыскать вторичные фотонные кольца. Это специфические оптические эффекты, которые возникают только у горизонта событий черной дыры. Если их не найдут, наше понимание устройства Вселенной придется переписывать с нуля.