Вчені розгублені: Що у центрі Чумацького Шляху – чорна діра чи темна матерія?

Одна зірка може відповісти на багато невирішених питань про чорні діри

Імовірно, надмасивні чорні діра (SMBH) знаходяться в центрі Чумацького Шляху та в центрах інших галактик, подібних до неї. Хоча їх ніколи не бачили, але такі діри виявили, спостерігаючи за скупченням зірок поблизу центру галактик. Їх називають S-зірками.

Рухи S -зірок вказували на наявність масивного об’єкта в центрі Чумацького Шляху, і наукове співтовариство переважно погодилося, що він має бути чорною дірою. Її називають Стрілець А*.

Але деякі вчені задаються питанням, чи справді це чорна діра. І одна з S-зірок могла б відповісти на це питання та ще кілька інших про чорні діри.

Вчені спостерігають і вивчають S-зірки більше 20 років. Вони зібрали точні астрометричні дані для групи зірок, і вимірювання їх розташування та переміщення навколо галактичного центру показали, що там є масивний об’єкт. Одна особлива зірка в групі на ім’я S2 (або S0-2) могла допомогти астрономам чіткіше визначити природу цього масивного об’єкта.

Новий дослідницький проєкт уважно вивчає поведінку S2 і задає потенційно незручне запитання. Дослідження має назву «Що лежить у центрі Чумацького Шляху? Статистика з прецесії зіркової орбіти S2 ». Результати досліджень доступні на сайті arxiv.org.

Питання про те, що знаходиться в центрі Чумацького Шляху, значною мірою вирішено. Нобелівську премію з фізики 2020 року присудили трьом ученим. Двоє з них, Андреа Гез та Рейнхард Генцель, отримали її за дослідження об’єкта в центрі галактики. У пресрелізі Нобелівської премії йдеться: «Рейнхард Генцель та Андреа Гез виявили, що невидимий і надзвичайно важкий об’єкт керує орбітами зірок у центрі нашої галактики. Єдине пояснення на сьогоднішній день – надмасивна чорна діра».

Чому не було феєрверків

Тепер є деяка невизначеність.

Можливо, масивний об’єкт у центрі нашої галактики насправді є темною речовиною. У цьому випадку це ферміонова темна речовина. За словами авторів, «нещодавно було продемонстровано, що як класична чорна діра Шварцшильда (ЧД), так і щільна концентрація самогравітаційної ферміонової темної речовини (ДМ), розміщеної в центрі Галактики, можуть пояснити точні астрометричні дані ( положення і радіальні швидкості) S-зірок, що обертаються навколо Sgr A*”.

У цьому питанні грає роль ще один космічний актор. Це не зірка, а хмара газу під назвою G2. У 2014 році G2 пройшла неподалік від центру Чумацького Шляху. Астрономи вважають, що це сталося за 36 світлових годин від Стрільця A*. Астрономи моделювали, як може виглядати така зустріч. Вони думали, що чорна діра вирве газ з хмари, що призведе до вираженого вибуху чорної діри, оскільки вона набереться маси від хмари G2. Але цього ніколи не сталося.

Це моделювання газової хмари, що проходить близько до надмасивної чорної діри в центрі галактики, показує ситуацію в середині 2013 року. Спостереження за допомогою дуже великого телескопа ESO підтверджують, що хмара зараз настільки розтягнута, що її передня частина пройшла найближчу точку і віддаляється від чорної діри зі швидкістю понад 10 мільйонів км/год, натомість хвіст все ще падає до неї .

Симуляція проходження газової хмари біля центру Галактики

Чому не було феєрверків, коли G2 пройшов так близько до Sgr A? Як виявилося, G2, можливо, не була газовою хмарою. Натомість G2 складається з двох компонентів: холодної хмари низькомасового газу та запиленого зоряного об’єкта. Тож близький прохід G2 біля Sgr A не пролив багато світла на природу об’єкта в центрі галактики.

Назад до S2

Як зазначають автори, існують дві конкуруючі моделі, які можуть пояснити природу масивного об’єкта у центрі Чумацького Шляху. І вони відрізняються в одному важливому аспекті.

Автори зазначають, що навіть за всіх спостережень за зіркою S2 та всіх загальнодоступних даних дослідники все ще не можуть визначити, які з моделей є правильними. Але є можливість поспостерігати за наближенням S2, яка має визначити: заселений центр Чумацького Шляху чорною дірою чи темною речовиною.

Більшість матерії у Всесвіті – це темна матерія, а не баріонова. Тож чи варто дивуватися, коли деякі з наймасивніших предметів неподалік нас можуть бути зроблені саме з темної матерії.

Раніше ми вже повідомляли про те, що у центрі галактики Чумацький Шлях розташована не чорна діра, а загадковий обєкт

Відкрийте більше з Третє Око. Головні новини України та світу

Підпишіться зараз, щоб продовжити читання та отримати доступ до повного архіву.

Продовжити читання

Прокрутка до верху