U samom srcu Mlečnog puta bez sumnje se nalazi izuzetno masivan i gust objekat, ali nova studija otvara pitanje da li je supermasivna crna rupa zaista jedino moguće objašnjenje
Prema alternativnoj hipotezi, galaktičko jezgro možda čini džinovska, kompaktna grudva fermionske tamne materije, što bi moglo iz korena da promeni razumevanje strukture naše galaksije, piše Sajens alert.
Dosadašnja merenja galaktičkog centra dosledno ukazuju na postojanje objekta mase oko četiri miliona Sunca. Međutim, autori novog istraživanja tvrde da se isti gravitacioni efekti mogu objasniti i postojanjem ultragušćeg jezgra sastavljenog od posebnog oblika tamne materije. Ako bi se ova pretpostavka pokazala tačnom, astronomi bi dobili potpuno novi alat za proučavanje tamne materije u čitavoj galaksiji.
– Ne tvrdimo da zamenjujemo crnu rupu nekim egzotičnim objektom. Predlažemo da su supermasivni centralni objekat i oreol tamne materije galaksije dve manifestacije iste, kontinuirane supstance – objašnjavaju autori studije.
Tamna materija i gravitacija koju ne vidimo
Tamna materija ostaje jedna od najvećih misterija savremene astrofizike. Naučnici mogu vrlo precizno da izračunaju količinu vidljive materije u univerzumu, ali zbir tih vrednosti ne može da objasni ukupnu gravitaciju koja se opaža. Nešto dodatno mora da postoji.
Ta nevidljiva komponenta ne emituje svetlost niti je apsorbuje, ali se otkriva kroz snažan gravitacioni uticaj. Upravo zbog toga nazvana je tamna materija. Prema procenama, ona čini oko 84 odsto ukupne mase univerzuma.
Foto: Shutterstock
Zanimljivo je da je i postojanje masivnog objekta u centru Mlečnog puta potvrđeno istom metodom – posmatranjem kretanja zvezda koje velikim brzinama kruže oko galaktičkog jezgra, prateći izuzetno snažno gravitaciono polje.
Najjednostavnije objašnjenje do sada bilo je da se u centru nalazi supermasivna crna rupa, poznata kao Strelac A*. Dodatnu težinu toj teoriji dala je i slika dobijena 2022. godine, koja je ličila na karakterističnu „senku“ crne rupe.
Alternativa crnoj rupi: fermionska tamna materija
Ipak, crna rupa nije jedina moguća interpretacija. Ranija istraživanja pokazala su da bi akrecioni disk oko guste grudve tamne materije mogao da proizvede vizuelni efekat gotovo identičan onome koji se pripisuje crnoj rupi.
Međunarodni tim naučnika pokušao je da ode korak dalje i ispita da li se i precizno posmatrane orbite zvezda oko Strelca A* mogu objasniti jezgrom tamne materije. Posebna pažnja posvećena je takozvanim S zvezdama, koje svojim složenim orbitama „iscrtavaju“ gravitacioni potencijal galaktičkog centra.
Najvažnija među njima je zvezda S2, čija orbita traje samo 16 godina i izuzetno je detaljno posmatrana. Istraživači su uporedili dva modela – jedan u kojem je centralni objekat crna rupa i drugi u kojem je reč o ultragušćoj grudvi fermionske tamne materije.
Rezultat je bio iznenađujući: oba modela gotovo podjednako precizno objašnjavaju kretanje zvezde S2. To znači da trenutni podaci ne omogućavaju jasno razlikovanje između ova dva scenarija.
Zašto je tamna materija ipak ozbiljan kandidat
Fermionska tamna materija ima jedno važno teorijsko svojstvo – ne može biti beskonačno sabijena. Kvantna pravila sprečavaju da se čestice takve materije „zgnječe“ preko određene granice, slično ponašanju elektrona u belim patuljcima ili neutrona u neutronskim zvezdama.
Rezultat bi bio gravitaciono stabilan, izuzetno gust objekat, po masi sličan crnoj rupi, ali bez klasičnog horizonta događaja. Upravo takav objekat mogao bi da se nalazi u centru Mlečnog puta.
Dodatni argument u korist ove ideje dolazi iz najdetaljnije mape naše galaksije do sada, koju je napravila svemirska letelica Gaja. Ta mapa pokazuje da se rotacija Mlečnog puta usporava na većim udaljenostima od centra, što odgovara takozvanom Keplerovom padu brzine.
Istraživači tvrde da se takvo ponašanje lakše objašnjava postojanjem ogromnog, rasprostranjenog oreola fermionske tamne materije koji obavija galaksiju, nego nekim drugim modelima tamne materije.
„Ovo je prvi put da jedan model tamne materije uspešno povezuje tako različite razmere – od orbita zvezda u samom centru do rotacije čitave galaksije“, navode autori.
Još nema konačnog odgovora
Nova studija ne dokazuje da je Strelac A* sastavljen od tamne materije, ali pokazuje da ta mogućnost ne može biti isključena. Trenutna posmatranja jednostavno nisu dovoljna da bi se sa sigurnošću utvrdilo da li se u centru Mlečnog puta nalazi klasična supermasivna crna rupa ili nešto još neobičnije.
Odgovor na to pitanje mogao bi da ima dalekosežne posledice – ne samo za razumevanje naše galaksije, već i za rešavanje jedne od najvećih kosmičkih misterija: prave prirode tamne materije.
BONUS VIDEO