В центре Млечного Пути нашли признаки гигантского объекта из темной материи
Изображение: ESO / M.Kornmesser
Итальянские ученые предположили, что в центре Млечного Пути находится не сверхмассивная черная дыра Sgr A*, а гигантский объект, состоящий из самогравитирующей темной материи. Как описывается в принятой к публикации в MNRAS Letters статье, препринт которой доступен на сайте arXiv, в ядре галактики располагается гало, образованное еще не открытыми частицами «даркино». В пользу этого предположения исследователи приводят данные об орбитах близких к Sgr A* звезд, чье движение не соответствует геодезическим кривым вблизи черной дыры.
Известно, что в центре Млечного Пути находится массивный компактный объект Стрелец А* (Sgr A*), который, как считается, является черной дырой с массой четырех миллионов Солнц. В пользу этого говорит то, что конфигурация орбит ближайших к Sgr A* звезд (S-звезд) согласуется с метрикой Шварцшильда, описывающей гравитационное поле черной дыры. Так, наблюдения за движением звезды S2, которая вращается по длинной эллиптической орбите вокруг галактического центра с периодом 16 лет, подтвердили такие предсказания общей теории относительности, как релятивистское красное смещение и прецессия. Оба феномена происходят в пространстве-времени, искривленном массивной черной дырой.
Однако вблизи Sgr A* был найден объект G2, который одновременно имеет свойства газового облака и звезды. G2 при приближении к черной дыре вытянулся, однако после прохождения мимо Стрельца А* объект вновь стал компактным. Феномен получил прозвище «космическое фиаско» (англ. cosmic fizzle), поскольку ожидалось, что G2 будет разорван приливными силами и превратится в аккреционный диск. Природа этого объекта пока неизвестна, однако ученые полагают, что он может представлять собой звезду, окруженную облаком пыли и газа. Рядом с Sgr A* существуют и другие G-объекты.
По мнению авторов статьи, поведение G2 вблизи перицентра не соответствует метрике Шварцшильда, но именно это следует ожидать в случае так называемой RAR-модели (модель Руффини-Аргуэльеса-Руеды), согласно которой в центре Млечного Пути находится скопление фермионов темной материи — нейтрально заряженных массивных частиц, называемых даркино, которые образуют плотное ядро и рассеянное гало. Даркино способны взаимодействовать друг с другом, а также с нейтрино. RAR-модель объясняет не только движение G2, но также и кривую вращения звезд во внешнем гало Млечного Пути.
В новой работе авторы продолжили искать признаки, свидетельствующие в пользу RAR-модели. Они изучили орбитальное движение 17 наиболее хорошо охарактеризованных S-звезд , которое оказалось совместимым как с моделью черной дыры, так и с моделью ядро-гало из даркино с массой 56 килоэлектронвольт. Такая структура, состоящая из темной материи, согласуется с космологической моделью с теплой темной материей, если частицы темной материи являются фермионами.
При превышении критической массы ядра сгусток темной материи коллапсирует в сверхмассивную черную дыру, которая неотличима от черной дыры из обычной, барионной материи. Таким образом, RAR-модель может объяснить, откуда взялись сверхмассивные черные дыры, чье происхождение до сих пор остается загадкой.