Ученые предположили, что в центре Млечного Пути находится ядро темной материи, а не черная дыра

Международная группа астрофизиков выдвинула радикальную гипотезу, бросающую вызов общепринятой картине центра нашей Галактики. Согласно новому исследованию, опубликованному в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, гравитационным двигателем, управляющим как стремительными орбитами звезд в самом сердце Млечного Пути, так и вращением его внешнего гало, может быть не сверхмассивная черная дыра, а экзотическое ядро из фермионной темной материи. Это невидимое вещество, составляющее большую часть массы Вселенной, может формировать единую сверхплотную структуру, простирающуюся от центра к окраинам галактики.

Ученые из Института астрофизики Ла-Платы (Аргентина), Международного центра релятивистской астрофизики и Национального института астрофизики (Италия), Исследовательской группы по теории относительности и гравитации в Колумбии и Физического института Кельнского университета (Германия) предложили модель, которая единообразно объясняет наблюдения на двух разных масштабах. Речь идет о головокружительном танце S-звезд, несущихся на расстоянии всего нескольких световых часов от галактического центра, и о данных о кривой вращения Млечного Пути, особенно о ее замедлении во внешних областях, которые с беспрецедентной точностью зафиксировала миссия GAIA DR3 Европейского космического агентства.

Традиционно эти явления объясняются присутствием черной дыры Стрелец А* массой около четырех миллионов солнц, тень которой была запечатлена консорциумом Event Horizon Telescope. Однако новая модель предполагает, что гало из легких фермионов — субатомных частиц, подобных нейтрино или их темным аналогам, — способно формировать ультраплотное компактное ядро, окруженное обширным диффузным ореолом. Гравитация такого сверхконцентрированного внутреннего ядра может воспроизводить воздействие черной дыры на близкие к центру объекты, в то время как глобальная структура гало объясняет крупномасштабную динамику галактики.

Ключевым моментом стало согласование модели с данными GAIA о кеплеровском спаде — характерном падении орбитальной скорости звезд во внешнем гало. Специфическое компактное распределение массы в фермионной модели, в отличие от более растянутых традиционных гало из холодной темной материи, позволяет точно воспроизвести наблюдаемую кривую вращения. Как отметил соавтор исследования доктор Карлос Аргуэльес, впервые модель темной материи смогла согласовать столь разные масштабы, объединив данные о вращении галактики и орбитах центральных звезд. Ученые подчеркивают, что предлагают не просто заменить черную дыру темным объектом, а рассматривают сверхмассивный центральный объект и гало темной материи как два проявления одной непрерывной субстанции.

Важным аргументом в пользу гипотезы стало то, что, согласно более раннему исследованию, подобное плотное ядро темной материи, будучи подсвеченным аккреционным диском, может отбрасывать тень, визуально неотличимую от изображения, полученного телескопом Event Horizon для Стрельца А*. Таким образом, модель не только объясняет динамику, но и согласуется с известным снимком «тени черной дыры». Как пояснила ведущий автор Валентина Креспи, сверхплотное ядро темной материи может имитировать тень благодаря сильнейшему гравитационному линзированию света, создавая центральную темноту в окружении яркого кольца.

Статистический анализ показывает, что на основе имеющихся данных об S-звездах пока невозможно однозначно отличить классический сценарий с черной дырой от модели с фермионной темной материей. Однако последняя предлагает единую теоретическую рамку, охватывающую все явления — от звезд и источников G в центре до глобальной динамики галактики. Авторы указывают, что окончательный вердикт смогут вынести будущие наблюдения с высокоточными инструментами, такими как интерферометр GRAVITY на Очень Большом Телескопе в Чили. Поиск специфического признака — вторичного и третичного фотонных колец, которые являются отличительной чертой физики горизонта событий черной дыры и должны отсутствовать в сценарии с ядром темной материи, — может стать решающим тестом. Результаты этой работы способны кардинально изменить наше понимание невидимого гравитационного исполина, правящего в сердце Млечного Пути.