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

Вчені розгублені: Що у центрі Чумацького Шляху - чорна діра чи темна матерія?
Зірка на ім’я S2 (або S0-2), що знаходиться в центрі Чумацького Шляху

Одна зірка може відповісти на багато невирішених питань про чорні діри

Імовірно, надмасивна чорна діра (SMBH) знаходиться 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».

Читайте також:  Чумацький Шлях пережив колосальний спалах активності - вчені

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 .

Читайте також:  Чудове фото Чумацького Шляху через призму кришталевої кулі
Вчені розгублені: Що у центрі Чумацького Шляху - чорна діра чи темна матерія?
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

Залишити відповідь

*