В центре Млечного Пути может не быть черной дыры: ученые нашли альтернативу

Аргентинские астрофизики предложили модель, в которой Стрелец A* представляет собой сверхплотный «комок» фермионной темной материи, имитирующий черную дыру, но без горизонта событий, хотя наблюдения пока лучше согласуются с классической версией, пишет New Scientist.

Аргентинские ученые предложили смелую гипотезу: объект в центре нашей Галактики, известный как Стрелец A*, может быть не черной дырой, а сверхплотным сгустком фермионной темной материи. Исследователи смоделировали ядро из экзотической фермионной материи и показали, что такое образование способно почти полностью повторять гравитационное поведение сверхмассивной черной дыры и объяснять орбиты звезд, которые носятся вокруг центра Млечного Пути со скоростями в тысячи километров в секунду.

По словам члена группы Карлоса Аргуэльеса, для наблюдателя с Земли сценарий будет выглядеть практически как классическая черная дыра: можно получить ту же «тень» и светящееся кольцо горячего газа, подобные снимку Стрельца A*, сделанному с помощью Event Horizon Telescope. Однако в такой модели не возникает настоящего горизонта событий — теоретически объект не «пожирает» материю безвозвратно, а представляет собой экстремально плотную, но все же конечную структуру.

Новая работа также связывает компактное ядро и протяженный гало темной материи в единую систему, которая одновременно объясняет как движение звезд в окрестности Стрельца A*, так и замедление вращения галактического диска на больших расстояниях. Авторы подчеркивают, что их модель — первый вариант темной материи, который согласуется и с данными по центральным звездам, и с общей формой кривой вращения Млечного Пути.

При этом многие астрофизики относятся к идее сдержанно. Существуют жесткие теоретические ограничения на массу и размер стабильных «фермионных комков», а нынешние измерения излучения и магнитных полей вокруг Стрельца A* по‑прежнему хорошо описываются стандартной моделью сверхмассивной черной дыры. Дополнительные аргументы в пользу классической версии дают и наблюдения гравитационного «шума» от слияния аналогичных гигантских объектов, а также оценки скорости вращения центральной черной дыры нашей Галактики.

Интерес к темной материи в центре Млечного Пути подогревают и другие работы. Российские теоретики ранее обсуждали возможность существования невидимых астероидов из темной материи, а зарубежные группы продолжают улучшать оценки параметров сверхмассивных черных дыр и регистрировать эффекты, связанные с их слияниями.

Если гипотеза о фермионном ядре все же подтвердится, астрофизикам придется пересмотреть не только представления о Стрельце A*, но и базовые модели эволюции галактик и природы темной материи.

Справка:

• Стрелец A* находится в 26 тыс. световых лет от Земли и считается сверхмассивной черной дырой массой около 4 млн Солнц.​
• В 2022 году коллаборация Event Horizon Telescope впервые получила «тень» Стрельца A*, что укрепило классическую интерпретацию.
• Темная материя составляет примерно 85% всей материи во Вселенной, но до сих пор не обнаружена напрямую, о ее существовании судят по гравитационному влиянию на звезды и галактики.
• Фермионная темная материя в новой модели образует сверхплотное ядро и более разреженный гало, которые действуют как единое целое и могут маскироваться под черную дыру.