Per decenni, gli scienziati hanno creduto che nel cuore della Via Lattea si trovasse un buco nero supermassiccio, Sagittarius A, responsabile delle orbite rapide delle stelle vicine. Tuttavia, una nuova ricerca suggerisce un’alternativa: un nucleo super denso composto da materia oscura fermionica * potrebbe spiegare gli stessi movimenti stellari osservati, rimodellando potenzialmente la nostra comprensione dei centri galattici.
L’alternativa ai buchi neri
Lo studio, condotto dalla dottoressa Valentina Crespi dell’Istituto di Astrofisica La Plata, propone che invece di un buco nero, una struttura cosmica unica formata da materia oscura fermionica autogravitante potrebbe imitare gli effetti gravitazionali osservati al centro della Via Lattea. Ciò significa che le orbite ad alta velocità delle stelle S – stelle che ruotano attorno a Sagittarius A* a migliaia di chilometri al secondo – potrebbero essere spiegate senza invocare una singolarità.
Il modello suggerisce che questo nucleo di materia oscura sarebbe eccezionalmente compatto e massiccio, ed eserciterebbe un’attrazione gravitazionale indistinguibile da quella di un buco nero. Questa non è solo speculazione; i calcoli del team tengono conto anche delle orbite degli oggetti avvolti nella polvere noti come sorgenti G, anch’essi raggruppati vicino al centro galattico.
Scale di collegamento: dal nucleo galattico all’alone esterno
Ciò che distingue questa ricerca è la sua capacità di collegare osservazioni su scale molto diverse. Dati recenti della missione Gaia DR3 dell’Agenzia spaziale europea hanno mappato l’alone esterno della Via Lattea, rivelando un rallentamento nella sua curva di rotazione (il declino kepleriano). Il modello di materia oscura fermionica del team riproduce accuratamente questo comportamento, a differenza dei tradizionali modelli di materia oscura.
Questo è fondamentale perché si prevede che gli aloni convenzionali di materia oscura si diffondano in una coda lunga ed estesa. La materia oscura fermionica, tuttavia, forma una struttura più stretta, risultando in un alone più compatto, che si allinea con le osservazioni.
“Questa è la prima volta che un modello della materia oscura riesce a colmare con successo queste scale molto diverse e le varie orbite degli oggetti, inclusa la moderna curva di rotazione e i dati delle stelle centrali”, ha affermato il dott. Carlos Argüelles, coautore dello studio.
Coerente con le immagini del buco nero?
Le implicazioni non si fermano alla meccanica orbitale. Il team ha scoperto che il loro modello del nucleo della materia oscura può persino spiegare “l’ombra” ripresa dall’Event Horizon Telescope (EHT) per Sagittarius A*. Un denso nucleo di materia oscura piega la luce così fortemente da poter imitare la regione centrale oscura circondata da un anello luminoso, proprio come l’immagine del buco nero dell’EHT.
Test futuri e implicazioni
Sebbene i dati attuali non possano escludere definitivamente la presenza di un buco nero, il modello della materia oscura fornisce una struttura unificata per il centro galattico, tenendo conto sia delle orbite stellari che dell’ombra osservata. Le future osservazioni da strumenti come l’interferometro GRAVITY saranno cruciali per testare queste previsioni.
Nello specifico, gli scienziati cercheranno gli anelli fotonici, una caratteristica chiave dei buchi neri che non esisterebbero attorno al nucleo di materia oscura proposto. Se confermata, questa scoperta modificherebbe radicalmente la nostra comprensione delle forze che governano i centri galattici e della natura della materia oscura stessa.
Lo studio è stato pubblicato negli Avvisi mensili della Royal Astronomical Society.
