Существование сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути –– общепринятая научная теория –– оказалось под вопросом. Международная группа астрономов выдвинула смелую гипотезу, согласно которой мощные гравитационные эффекты в ядре нашей галактики может создавать не черная дыра, а колоссальное скопление темной материи. Эта невидимая субстанция, составляющая большую часть массы Вселенной, способна одновременно объяснить два, казалось бы, не связанных явления: хаотичное движение звезд на огромных скоростях вблизи галактического центра и упорядоченное вращение звезд и газа на его далеких окраинах.
На протяжении десятилетий считалось, что объект Стрелец A* (Sgr A*) является сверхмассивной черной дырой, которая своим притяжением заставляет так называемые S-звезды носиться вокруг центра со скоростями в несколько тысяч километров в секунду. Новое исследование, опубликованное в журнале «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society», предлагает альтернативу. Ученые предполагают, что особая форма темной материи, состоящая из легких субатомных частиц –– фермионов, –– могла бы сформировать плотное и компактное ядро, окруженное гораздо более крупным и разреженным гало. Вместе ядро и гало вели бы себя как единая система.
Внутреннее ядро было бы достаточно массивным и концентрированным, чтобы точно имитировать гравитацию черной дыры. Это объясняет не только траектории S-звезд, но и движение близлежащих пылевых объектов, известных как G-источники. Ключевым доказательством в пользу этой модели стали новые данные миссии GAIA Европейского космического агентства. Они с беспрецедентной точностью показали, что на больших расстояниях от центра скорость вращения звезд снижается –– это явление известно как «кеплеровское падение». Такое поведение, по словам исследователей, полностью соответствует прогнозам их модели с гало из фермионной темной материи.
«Впервые модель темной материи успешно объяснила явления на совершенно разных масштабах –– от орбит центральных звезд до кривой вращения всей галактики, –– говорит соавтор исследования доктор Карлос Аргуэльес. –– Мы не просто заменяем черную дыру другим темным объектом; мы предполагаем, что сверхмассивный центральный объект и гало темной материи галактики –– это два проявления одной и той же непрерывной субстанции».
Более того, модель уже прошла важную проверку. Ранее исследователи показали, что когда свет от окружающего диска падает на такое плотное ядро темной материи, возникает тень, поразительно похожая на знаменитое изображение Sgr A*, полученное телескопом «Event Horizon». Плотное ядро темной материи так сильно искривляет свет, что создает центральную темную область, окруженную ярким кольцом, –– точно как на снимке.
Хотя имеющиеся данные пока не позволяют однозначно выбрать между гипотезой черной дыры и теорией ядра темной материи, последняя предлагает единое объяснение для структуры всей галактики. Поставить точку в этом споре помогут будущие наблюдения. Более точные измерения с помощью интерферометра GRAVITY, а также поиски так называемых «фотонных колец», которые должны существовать только вокруг настоящих черных дыр, могут окончательно изменить наше представление о сердце Млечного Пути.
