Да ли је црна рупа наше галаксије заправо направљена од тамне материје?

У центру наше галаксије налази се супермасивна црна рупа која се зове Стрелац А* – али једна група истраживача сугерише да то можда уопште није црна рупа. Тим каже да она, као и друге црне рупе око њене величине, могу заправо бити накупине тамне материје.

Тамна материја, названа тако јер се чини да не ступа у интеракцију са светлом или редовном материјом ни на који начин осим гравитационо, чини око 85 одсто укупне материје у универзуму, али о њој знамо врло мало. Оно што знамо, због начина на који галаксије ротирају, јесте да је већина галаксија уграђена у ореол ствари. „Знамо да то мора бити на периферији галаксија, али не знамо шта се дешава у самом центру“, каже Валентина Цреспи на Националном универзитету Ла Плата (УНЛП) у Аргентини.

Креспи и њене колеге изградиле су модел галактичког језгра направљеног од тамне материје у облику изузетно лаких честица званих фермиони. Открили су да фермионска тамна материја може формирати тако масивну и густу групу да би, издалека, могла изгледати скоро потпуно као супермасивна црна рупа.

„Са Земље бисте видели нешто веома слично ономе што бисте видели у сценарију црне рупе – али ако бисмо кренули бродом према центру, могли бисмо да прођемо без проблема“, каже Царлос Аргуеллес на УНЛП-у, који је био део истраживачке групе. „Нећете умрети тако што вас црна рупа поједе; проћи ћете мирно.

Наравно, немамо могућност да заправо пошаљемо брод кроз центар галаксије, тако да се модел тима углавном заснива на орбитама звезда и малим облацима гаса у близини Стрелца А*. Такође се поклапа са мерењима ротације целе галаксије, као и са сликом Стрелца А* коју је објавио Евент Хоризон Телесцопе (ЕХТ) 2022. Слика приказује ужарени прстен прегрејане материје око црне рупе, који би такође могао бити узрокован гравитационим привлачењем језгра тамне материје.

Али само зато што се идеја да је Стрелац А* направљен од тамне материје поклапа са запажањима, то не значи да је истинита. „На основу чињенице да је то једноставнији одговор који одговара доказима, ја лично верујем да је небеско тело у центру наше галаксије врло вероватно црна рупа“, каже Гастон Гирибет на Универзитету у Њујорку. „Међутим… све могућности се морају анализирати, а ово је свакако занимљиво.”

Један потенцијални проблем је да док језгро тамне материје одговара орбитама објеката неколико светлосних сати удаљених од ивице црне рупе, познате као хоризонт догађаја, није јасно да ли модел ради или не за посматрања „на самом прагу хоризонта догађаја“, каже Схеп Доелеман на Универзитету Харвард, који је оснивачки директор ЕХТ пројекта. Конкретно, спирални образац магнетних поља у тој области изгледа у складу са црном рупом, каже он.

Други проблем је што фермионска тамна материја није могла да формира групу већу од око 10 милиона пута веће масе Сунца. Апстрактно, ово би могло изгледати као позитивно: фермионске накупине тамне материје могле би да постану толико масивне, а затим да се сруше у црне рупе, што би могло да објасни трајну мистерију како су супермасивне црне рупе постале тако велике. Али ЕХТ слика много веће супермасивне црне рупе зване М87* изгледа скоро идентично Стрелцу А*, иако М87* има око 6,5 милијарди соларних маса, што би могло отежати прихватање идеје.

Истраживачи признају да језгро тамне материје није вероватније од црне рупе, а можда и мање вероватно. „У данашње време, са доступним инструментима, још увек није могуће 100 одсто разликовати да ли је заиста тамна материја или не“, каже Креспи. Да бисмо то урадили, биле би нам потребне слике у тако високим резолуцијама да се чак ни следећа генерација ЕХТ-а готово сигурно неће приближити, каже Аргуелес – проћи ће деценије пре него што можемо са сигурношћу рећи, ако не и дуже.

Међутим, ако је Стрелац А* тамна материја, то ће бити веома важно. Фермионска тамна материја није предвиђена тренутним стандардним моделом космологије, који фаворизује теже, спорије честице као кандидате за тамну материју, тако да би њено језгро релативно близу уздрмало наше разумевање не само црних рупа, већ и читавог универзума.

Мистерије универзума: Чешир, Енглеска

Проведите викенд са неким од најсјајнијих умова науке, док истражујете мистерије универзума у ​​узбудљивом програму који укључује екскурзију да видите култни телескоп Ловелл.