Središte naše galaksije možda ne krije supermasivnu crnu rupu, već golemu nakupinu misteriozne tamne tvari koja vrši isti gravitacijski utjecaj, tvrde astronomi u novoj studiji. Međunarodni tim istraživača vjeruje da ova nevidljiva supstanca, koja čini većinu mase svemira, može objasniti i divlji ples zvijezda udaljenih samo nekoliko svjetlosnih sati od galaktičkog središta, ali i mirnu rotaciju materije na samim rubovima Mliječne staze.
Ova teorija izravno izaziva vodeći model prema kojem je Sagittarius A* (Sgr A*), pretpostavljena crna rupa u srcu naše galaksije, odgovorna za promatrane orbite skupine zvijezda poznatih kao S-zvijezde, koje jure svemirom brzinama od nekoliko tisuća kilometara u sekundi.
Umjesto toga, istraživači predlažu alternativnu ideju: specifična vrsta tamne tvari sastavljena od fermiona – lakih subatomskih čestica – mogla bi stvoriti jedinstvenu kozmičku strukturu koja se savršeno uklapa u ono što znamo o jezgri Mliječne staze. Prema tom modelu, tamna tvar formirala bi super-gustu, kompaktnu jezgru okruženu golemim, raspršenim haloom, a zajedno bi djelovali kao jedinstven entitet.
Unutarnja jezgra bila bi toliko kompaktna i masivna da bi mogla oponašati gravitacijsku privlačnost crne rupe. To bi objasnilo orbite S-zvijezda zabilježene u prethodnim studijama, kao i orbite objekata obavijenih prašinom poznatih kao G-izvori, koji se također nalaze u blizini.
Jedinstvena struktura tamne tvari
Od posebne važnosti za ovo istraživanje su najnoviji podaci misije Gaia DR3 Europske svemirske agencije. Gaia je precizno mapirala krivulju rotacije vanjskog haloa Mliječne staze, pokazujući kako zvijezde i plin kruže daleko od središta.
Podaci su otkrili usporavanje rotacijske krivulje naše galaksije, poznato kao Keplerov pad. Istraživači tvrde da se taj fenomen može objasniti vanjskim haloom njihovog modela tamne tvari, kada se kombinira s tradicionalnim komponentama mase diska i izbočine (bulge) obične materije. To, dodaju, jača “fermionski” model naglašavajući ključnu strukturnu razliku: dok se tradicionalni haloi hladne tamne tvari šire prateći produženi “rep”, fermionski model predviđa čvršću strukturu, što dovodi do kompaktnijih repova haloa.
Istraživanje je rezultat međunarodne suradnje koja uključuje Institut za astrofiziku La Plata u Argentini, Međunarodni centar za relativističku astrofiziku i Nacionalni institut za astrofiziku u Italiji, te institucije iz Kolumbije i Njemačke.
“Ovo je prvi put da je model tamne tvari uspješno premostio ove drastično različite ljestvice i orbite raznih objekata, uključujući moderne podatke o krivulji rotacije i središnjim zvijezdama”, izjavio je suautor studije dr. Carlos Argüelles s Instituta za astrofiziku La Plata. “Mi ne zamjenjujemo samo crnu rupu tamnim objektom; predlažemo da su supermasivni središnji objekt i halo tamne tvari galaksije dvije manifestacije iste, kontinuirane supstance.”
Oponašanje sjene crne rupe
Ključno je napomenuti da je ovaj model fermionske tamne tvari već prošao jedan značajan test. Prethodna studija pokazala je da, kada akrecijski disk osvijetli ove guste jezgre tamne tvari, one bacaju sjenu koja je zapanjujuće slična onoj koju je snimila kolaboracija Event Horizon Telescope (EHT) za Sgr A*.
“Ovo je ključna točka”, rekla je glavna autorica Valentina Crespi. “Naš model ne samo da objašnjava orbite zvijezda i rotaciju galaksije, već je i konzistentan s poznatom slikom ‘sjene crne rupe’. Gusta jezgra tamne tvari može oponašati sjenu jer toliko snažno savija svjetlost, stvarajući središnju tamu okruženu svijetlim prstenom.”
Istraživači su statistički usporedili svoj model s tradicionalnim modelom crne rupe. Otkrili su da, iako trenutni podaci za unutarnje zvijezde još ne mogu odlučujuće razlikovati ta dva scenarija, model tamne tvari pruža ujedinjeni okvir koji objašnjava i galaktičko središte i galaksiju u cjelini.
Nova studija otvara put budućim promatranjima. Precizniji podaci s instrumenata poput interferometra GRAVITY na Vrlo velikom teleskopu (VLT) u Čileu bit će presudni za testiranje predviđanja ovog novog modela. Posebno će se tragati za jedinstvenim potpisom fotonskih prstenova – ključnom značajkom crnih rupa koja ne postoji u scenariju jezgre tamne tvari. Ishod ovih nalaza mogao bi potencijalno preoblikovati naše razumijevanje fundamentalne prirode kozmičkog diva u srcu Mliječne staze.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
