Що насправді ховається в центрі Чумацького Шляху: чорна діра чи дещо ще темніше? У самому серці нашої галактики точно є щось надзвичайно масивне. У цьому астрономи не сумніваються вже давно. Але нове дослідження ставить провокаційне запитання: а що, як це не надмасивна чорна діра, як ми звикли вважати, а зовсім інший, ще загадковіший об’єкт? Усі наявні вимірювання показують, що в центрі Чумацького Шляху зосереджена маса приблизно у чотири мільйони разів більша за масу Сонця. Класичне пояснення — чорна діра Sagittarius A*, або просто Sgr A*. Саме вона, за загальноприйнятою версією, керує шаленими швидкостями зірок поблизу галактичного ядра. У 2022 році телескоп Event Horizon Telescope навіть продемонстрував зображення її «тіні», що виглядало як остаточний доказ. Та, як виявляється, не все так однозначно. Група астрофізиків припустила: усі ці спостереження так само добре пояснює компактне скупчення ферміонної темної матерії — без горизонту подій і без класичної чорної діри. І головне — сучасні інструменти просто не дозволяють нам упевнено відрізнити один варіант від іншого. Темна матерія — головний невидимий гравець Всесвіту Темна матерія — одна з найбільших загадок сучасної науки. Ми точно знаємо, скільки у Всесвіті «звичайної» матерії: зірок, планет, газу. Але гравітації значно більше, ніж вони можуть створити. Щось невидиме, що не випромінює світло й не поглинає його, тримає галактики разом. Це «щось» і є темною матерією, яка становить близько 84% усієї матерії у Всесвіті. І саме її гравітаційний вплив дозволив ученим «побачити» масивний об’єкт у центрі Чумацького Шляху — за рухом зірок, що описують складні витягнуті орбіти навколо невидимого центру. А якщо чорної діри там немає? Автори нового дослідження пішли далі. Вони припустили, що галактичне ядро може бути не окремим об’єктом, а частиною єдиної структури темної матерії, яка плавно переходить від щільного центру до розрідженого гало навколо всієї галактики. «Ми не просто замінюємо чорну діру темним об’єктом, — пояснює астрофізик Карлос Арґуельєс. — Ми припускаємо, що центральний масивний об’єкт і гало темної матерії — це різні прояви однієї й тієї ж речовини». Йдеться про ферміонну темну матерію — гіпотетичні частинки, які, як електрони чи нейтрони, підкоряються квантовим обмеженням і не можуть бути стиснуті до нескінченності. Теоретично це дозволяє утворювати надщільні, але стабільні об’єкти, схожі за принципом на білі карлики чи нейтронні зорі — тільки з темної матерії. Зірки як свідки Ключовими «свідками» подій у центрі галактики є так звані S-зірки. Вони рухаються з величезними швидкостями дуже близько до Sgr A*. Найвідоміша з них — зоря S2, яка робить повний оберт лише за 16 років. Її траєкторію вивчили з неймовірною точністю. Дослідники змоделювали рух S2 у двох сценаріях:— якщо в центрі є чорна діра;— якщо там знаходиться щільне ядро з темної матерії. Результат здивував: обидві моделі відтворюють рух зорі майже ідеально. Тобто спостереження не дозволяють зробити остаточний висновок. Додатковий аргумент на користь темної матерії Є ще один цікавий момент. Дані космічного апарата Gaia показують, що швидкість обертання Чумацького Шляху зменшується на великих відстанях від центру — так зване кеплерівське падіння. За словами авторів роботи, саме модель ферміонної темної матерії найкраще пояснює цю картину на всіх масштабах — від центру галактики до її околиць. «Це перший випадок, коли модель темної матерії змогла пов’язати рух центральних зірок і загальну динаміку галактики в єдину систему», — зазначає Арґуельєс. Що покаже майбутнє Остаточну відповідь можуть дати майбутні спостереження. Якщо вдасться відстежити зорі, що обертаються ще ближче до центру, або отримати детальніші знімки області викривлення світла навколо Sgr A*, різниця може стати помітною. Наприклад, характерне «фотонне кільце», притаманне чорним дірам, може виглядати інакше — або взагалі бути відсутнім — якщо в центрі насправді немає горизонту подій. Поки що ж астрономи визнають: чорна діра — не єдине можливе пояснення. А серце Чумацького Шляху може виявитися ще темнішим і загадковішим, ніж ми думали.