Черная дыра в центре галактики может быть темной материей
Мы как бы считаем само собой разумеющимся, что в центре галактики Млечный Путь есть сверхмассивная черная дыра, но мы не можем пойти туда и проверить. Что, если в этом регионе на самом деле скрывается что-то еще?
Мы частично делаем вывод о наличии и свойствах сверхмассивной дыры под названием Стрелец A * (Sgr A *) из гравитационного эффекта, который она оказывает на другие объекты, например, на экстремальные орбиты таких объектов, как звезды, вокруг этого галактического центра. Но что, если мы ошибаемся?
Читай также: Найдена первая экстрагалактическая планета
Что, если это вообще не черная дыра? Что, если это ядро темной материи? Согласно новому увлекательному исследованию, эти наблюдаемые орбиты галактического центра, а также орбитальные скорости во внешних областях галактики, на самом деле было бы легче объяснить, если бы это было ядро темной материи, а не черная дыра.
Статья была принята в MNRAS Letters и в настоящее время доступна на сервере препринтов arXiv. Но сначала, вот небольшая предыстория того, откуда взялась эта гипотеза.
В последние два десятилетия орбита звезды S2 была предметом пристального изучения. Он находится на 16-летней орбите вокруг галактического центра, длинной эллиптической петле, которая послужила идеальной лабораторией для одного из самых экстремальных тестов общей теории относительности на сегодняшний день.
В предыдущем исследовании две отдельные группы показали, что теория относительности не только сохраняется в галактическом центре пространства-времени, но результаты также согласуются с сверхмассивной черной дырой, в 4 миллиона раз превышающей массу Солнца.
Затем появился объект под названием G2. Также на длинной эллиптической орбите G2 совершил нечто странное, когда в 2014 году обошел свой перицентр - точку на своей орбите, ближайшую к предполагаемой черной дыре. Он превратился из обычного компактного объекта в нечто длинное и растянутое, прежде чем снова сжаться до компактного объекта.
Читай также: В нашей галактике проснулась черная дыра-монстр
Это было действительно странно, и природа G2 до сих пор неизвестна. Но как бы то ни было, движение объекта по перицентру, кажется, демонстрирует сопротивление, которое, по мнению группы астрофизиков во главе с Эдуаром Антонио Бесерра-Вергара из Международного центра релятивистской астрофизики со штаб-квартирой в Италии, не полностью соответствует модели черной дыры.
В прошлом году исследователи показали, что S2 и G2 соответствуют другой модели, даже с этим странным движением после периапсиса: фермионы темной материи, которых они называют “даркнино“, с достаточно легкой массой, чтобы они не коллапсировали в черную дыру, пока не стало по крайней мере в 100 раз больше материала.
Это позволило бы ему по-прежнему висеть в виде огромной плотной капли в центре Млечного Пути и быть окруженным рассеянным туманом по направлению к его краям и за пределы галактики.
Однако S2 и G2 - не единственные объекты, вращающиеся вокруг центра Галактики. Итак, теперь исследователи расширили свою модель до 17 наиболее охарактеризованных звезд, движущихся вокруг галактического центра, известных как S-звезды - и вы никогда не угадаете, что они обнаружили.
Да, их анализ тоже подходит. Согласно их расчетам, в центре галактики может быть плотный сгусток темной материи, который на окраинах галактики становится более тонким до диффузной концентрации.
Читай также: В карликовой галактике открыли сверхмассивную черную дыру
Как мы уже сообщали ранее, темная материя, несомненно, является одной из самых больших загадок Вселенной, какой мы ее знаем. Это название мы даем загадочной массе, ответственной за гравитационные эффекты, которые нельзя объяснить тем, что мы можем обнаружить другими способами - обычной материей, такой как звезды, пыль и галактики.
Например, галактики вращаются намного быстрее, чем должны были бы, если бы на них просто гравитационно влияла нормальная материя в них; гравитационное линзирование - искривление пространства-времени вокруг массивных объектов - намного сильнее, чем должно быть. То, что создает эту дополнительную гравитацию, невозможно обнаружить напрямую.
Мы знаем это только по гравитационному эффекту, который он оказывает на другие объекты. Звучит знакомо? Но активные галактические ядра, такие как самая фотогеничная сверхмассивная черная дыра во Вселенной, M87 * (примерно в 6,5 миллиарда раз больше массы Солнца), кажутся гораздо более совместимыми с моделью черной дыры.
Команда предполагает, что при превышении критической массы сгусток темной материи мог гравитационно коллапсировать в сверхмассивную черную дыру. Это могло бы помочь объяснить, как вообще появились сверхмассивные черные дыры, поскольку мы не знаем, как они становятся такими большими - и уж точно не знаем, сколько из них появилось в ранней Вселенной, прежде чем они успели сформироваться.
Читай также: В яркой галактике нашли слишком много темной материи
Считается, что примерно 80 процентов материи во Вселенной - это темная материя. Недостаточно черных дыр, сверхмассивных или каких-либо других, чтобы объяснить всю эту темную материю, но команда не предполагает, что именно здесь находится весь материал. Скорее, их подход предлагает кандидата на темную материю, который также может помочь объяснить существование сверхмассивных черных дыр.
Будущий анализ, который либо согласуется с их выводами, либо пробьет дыры в их выводах, может только помочь ограничить эти явления, в конечном итоге приблизив нас к истине.
Напомним, ранее сообщалось, что найдена еще одна галактика без темной материи.
Хотите знать важные и актуальные новости раньше всех? Подписывайтесь на Bigmir)net в Facebook и Telegram