Čo ak Srdce Mliečnej dráhy nie je v skutočnosti čierna diera, ako sme si mysleli?

Animácia periapsie S2. (ESO/M.Kornmesser)

Akosi berieme ako samozrejmosť, že existuje supermasív čierna diera v strede galaxie Mliečna dráha, ale naozaj tam nemôžeme ísť a skontrolovať. Čo ak v tomto špinavom, prašnom kraji skutočne číha niečo iné?

Prítomnosť a vlastnosti supermasívnej diery s názvom Sagittarius A* (Sgr A*) čiastočne odvodzujeme z gravitačného účinku, ktorý má na iné objekty, ako sú extrémne dráhy objektov, ako sú hviezdy, okolo tohto galaktického centra... ale čo ak sa mýlime ?

Čo ak to vôbec nie je čierna diera? Čo ak je to jadro temná hmota ? Podľa novej a fascinujúcej štúdie by sa tieto pozorované dráhy galaktického centra, ako aj orbitálne rýchlosti vo vonkajších oblastiach galaxie, mohli v skutočnosti ľahšie vysvetliť, ak by išlo o jadro temnej hmoty v srdci galaxie. , skôr ako čierna diera.



Papier bol prijatý do Listy MNRAS a je momentálne k dispozícii na predtlačovom serveri arXiv . Ale najprv je tu malé pozadie o tom, odkiaľ táto divoká hypotéza pochádza.

V posledných dvoch desaťročiach bola dráha hviezdy s názvom S2 predmetom intenzívneho skúmania. Je na 16-ročnej obežnej dráhe okolo galaktického centra, dlhej eliptickej slučke, ktorá slúžila ako dokonalé laboratórium pre jeden z najextrémnejších testov všeobecná relativita randiť.

V predchádzajúcom výskumedve samostatnétímovto ukázalnielenže sa relativita udržala v prostredí galaktického stredu časopriestoru, ale výsledky boli v súlade aj so supermasívnou čiernou dierou s hmotnosťou 4 milióny násobku hmotnosti Slnka.

Potomprišiel objekt s názvom G2. Aj na dlhej eliptickej obežnej dráhe G2 urobil niečo zvláštne, keď sa v roku 2014 dostal okolo svojej periapsie, bodu na svojej obežnej dráhe, ktorý je najbližšie k údajnej čiernej diere. Prešiel z normálneho, kompaktného objektu na niečo dlhé a natiahnuté, než sa opäť zmenšil na kompaktný objekt.

Bolo to naozaj zvláštne a povaha G2 je stále neznáma. Ale nech je to čokoľvek, pohyb objektu po periapse Zdá sa, že vykazuje ťah - čo podľa tímu astrofyzikov pod vedením Eduara Antonia Becerra-Vergara z Medzinárodného centra pre relativistickú astrofyziku so sídlom v Taliansku nie je úplne v súlade s modelom čiernej diery.

Výskumníci ukázal minulý rok že S2 a G2 boli v súlade s iným modelom, dokonca aj s tým zvláštnym pohybom po periapse: temnou hmotou fermióny , ktoré nazývajú 'darkninos', s dostatočne svetlou hmotou, ktorá by ich neuvidela zrútiť sa do čiernej diery, kým tam nebude aspoň 100-krát toľko vecí.

To by mu umožnilo stále visieť ako obrovská hustá kvapka v strede Mliečnej dráhy a byť obklopený difúznou hmlou smerom k jej okrajom a von do dosahu galaxie.

S2 a G2 však nie sú jediné objekty obiehajúce okolo galaktického centra. Takže teraz výskumníci rozšírili svoj model na 17 najlepšie charakterizovaných hviezd približujúcich sa okolo galaktického centra, známych ako S-hviezdy - a nikdy neuhádnete, čo našli.

Áno, ich analýza sa tam tiež hodí. Podľa ich výpočtov by v galaktickom strede mohla byť hustá kvapka tmavej hmoty, ktorá sa na galaktickom okraji stenčuje na difúznu koncentráciu.

Tak ako mypredtým nahlásené, temná hmota je nepochybne jednou z najväčších záhad vesmíru, ako ho poznáme. Je to názov, ktorý dávame záhadnej hmote zodpovednej za gravitačné efekty, ktoré sa nedajú vysvetliť materiálmi, ktoré môžeme detekovať inými prostriedkami - normálnou hmotou, ako sú hviezdy, prach a galaxie.

Napríklad galaxie rotujú oveľa rýchlejšie, ako by mali, keby boli len gravitačne ovplyvňované normálnou hmotou v nich; gravitačná šošovka - ohýbanie časopriestoru okolo masívnych objektov - je oveľa silnejšia, ako by mala byť. Čokoľvek vytvára túto dodatočnú gravitáciu, je mimo našu schopnosť priamo odhaliť.

Poznáme to len podľa gravitačného účinku, ktorý má na iné objekty... znie to povedome? Ale aktívne galaktické jadrá, ako naprNajfotogenickejšia supermasívna čierna diera vo vesmíre, M87*(približne 6,5 miliardy násobku hmotnosti Slnka), sa zdajú oveľa konzistentnejšie s modelom čiernej diery.

Tím navrhuje, že nad kritickou hmotnosťou by sa zhluk temnej hmoty mohol gravitačne zrútiť do supermasívnej čiernej diery. To by mohlo pomôcť vysvetliť, aké supermasívne čierne diery v prvom rade existujú, keďže o tom nemáme ani potuchyako sú také veľké- a určite nie akotak veľa z nich sa objavuje v ranom vesmíre, skôr ako sa mali stihnúť sformovať.

Predpokladá sa, že približne 80 percent hmoty vo vesmíre tvorí temná hmota. Nie je dostatok čiernych dier, supermasívnych alebo iných, ktoré by zodpovedali za všetku túto temnú hmotu, ale tím nenavrhuje, že to je miesto, kde sú všetky veci. Ich prístup skôr ponúka kandidáta na temnú hmotu, ktorý by mohol tiež pomôcť vysvetliť existenciu supermasívnych čiernych dier.

Budúca analýza, ktorá buď súhlasí s ich zisteniami, alebo v nich robí diery, môže len pomôcť obmedziť tieto javy a v konečnom dôsledku nás privedie bližšie k pravde.

Výskum bol prijatý Listy MNRAS , a je k dispozícii na arXiv .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.