Po desetiletí vědci věřili, že v srdci Mléčné dráhy se nachází supermasivní černá díra Sagittarius A, která je zodpovědná za rychlou rotaci blízkých hvězd. Nový výzkum však naznačuje alternativu: superhusté jádro vyrobené z fermionické temné hmoty * by mohlo vysvětlit tytéž pozorované hvězdné pohyby a potenciálně přetvořit naše chápání galaktických center.
Alternativa k černým dírám
Studie vedená Dr. Valentinou Crespi z La Platského institutu astrofyziky naznačuje, že místo černé díry by mohla unikátní kosmická struktura tvořená samogravitující fermionovou temnou hmotou napodobovat pozorované gravitační efekty ve středu Mléčné dráhy. To znamená, že vysokorychlostní oběžné dráhy hvězd třídy S – hvězd, které obíhají kolem Střelce A* rychlostí tisíců kilometrů za sekundu – lze vysvětlit bez vyvolání singularity.
Model předpovídá, že toto jádro temné hmoty bude extrémně kompaktní a masivní a bude vyvíjet gravitační přitažlivost k nerozeznání od černé díry. To není jen spekulace; Výpočty týmu také berou v úvahu oběžné dráhy prachem zakrytých objektů známých jako G zdroje, které se také shlukují poblíž galaktického centra.
Spojení vah: Od galaktického jádra po vnější halo
To, co odlišuje tuto studii, je její schopnost propojit pozorování na velmi odlišných měřítcích. Nedávná data z mise Gaia DR3 Evropské kosmické agentury zobrazila vnější halo Mléčné dráhy a odhalila zpomalení její rotační křivky (kepleriánský rozpad). Týmový fermionový model temné hmoty přesně reprodukuje toto chování, na rozdíl od tradičních modelů temné hmoty.
To je kritické, protože se předpokládá, že běžná svatozář temné hmoty se rozprostírá v dlouhém, protáhlém ohonu. Fermionová temná hmota však tvoří hustší strukturu, což má za následek kompaktnější halo, které odpovídá pozorování.
„Je to poprvé, co model temné hmoty úspěšně integroval tato velmi odlišná měřítka a oběžné dráhy různých objektů, včetně moderní křivky rotace a centrálních hvězdných dat,“ řekl doktor Carlos Argüelles, jeden ze spoluautorů studie.
V souladu s obrázky Black Hole?
Důsledky nejsou omezeny na orbitální mechaniku. Tým zjistil, že jejich model jádra temné hmoty může dokonce vysvětlit „stín“ zachycený dalekohledem Event Horizon Telescope (EHT) pro Sagittarius A*. Husté jádro temné hmoty ohýbá světlo tak silně, že může napodobit tmavou centrální oblast obklopenou jasným prstencem, jako na obrázku EHT černé díry.
Budoucí zkoušky a důsledky
Přestože současná data nemohou definitivně vyloučit černou díru, model temné hmoty poskytuje jednotný rámec pro galaktický střed, který bere v úvahu jak oběžné dráhy hvězd, tak pozorovaný stín. Budoucí pozorování pomocí přístrojů, jako je interferometr GRAVITY, budou pro testování těchto předpovědí zásadní.
Vědci budou hledat zejména fotonové prstence, klíčový rys černých děr, který by v okolí navrhovaného jádra temné hmoty neexistoval. Pokud se tento objev potvrdí, zásadně změní naše chápání sil vládnoucích galaktickým centrům a samotné povaze temné hmoty.
Studie byla publikována v časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
