Летом 2014 года астрономы предсказали головокружительное облако газа, известное как G2, опасно раскачивающееся возле сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути. Не летели ни искры, ни безумие кормления. Вместо этого G2 улетел невредимым и пережил то, что астрономы считали околосмертным.
Но черные дыры Они большие хулиганы, поэтому тот факт, что аттракцион игнорировал прохожих, был более чем неожиданностью. Это казалось невозможным. Астрономы говорят, что сверхмассивная черная дыра в центре нашей галактики — это вовсе не черная дыра, а сфера, вырванная из нее. Темная материя. Новое исследование предполагает, что эта странная гипотеза может объяснить «невозможную» конфронтацию, а также все наблюдения галактического центра — и некоторые другие.
Связанный: 11 важнейших вопросов о темной материи, оставшихся без ответа
Икар и черная дыра
Астрономы долгое время считали, что в центре галактики Млечный Путь, известной как Стрелец A *, находится сверхмассивная черная дыра. Конечно, они не могли видеть саму черную дыру, поскольку она не испускала собственного света. Вместо этого они сделали вывод о своем существовании, наблюдая за движением группы звезд, известных как S-звезды. S-образные звезды вращаются вокруг центрального, скрытого и невидимого объекта, и, построив графики их орбит на протяжении многих лет, астрономы могут Заключить Масса и объем этого центрального тела.
Наиболее вероятным кандидатом на роль этого скрытого центрального объекта является, конечно же, черная дыра, масса которой более чем в 4 миллиона раз превышает массу Солнца. Но S-звезды — не единственное, что блуждает по центру нашей галактики. Складывались также сгустки газа, и один, в частности, под названием G2, представлял особый интерес. Вскоре после того, как астрономы обнаружили сгусток несколько десятилетий назад, они поняли, что орбита G2 приблизит его к черной дыре — достаточно близко, чтобы сильное гравитационное притяжение черной дыры разорвало это газовое облако на части.
Но после самого близкого приближения G2 к черной дыре в 2014 году — когда оно превысило 260 а.е. от гиганта — газ, похоже, остался полностью нетронутым.
Связанный: 12 самых странных существ во вселенной
Сделайте его более раздутым
Наиболее правдоподобным объяснением выживания G2 является то, что это нечто большее, чем обычное газовое облако. Его скрытая сверхдержава? Внутри облака можно было поместить пару звезд, и гравитация этой звезды сохранила всю структуру нетронутой, пока она проходила рядом с черной дырой.
Но есть другое, более радикальное объяснение: возможно, сверхмассивная черная дыра на самом деле не черная дыра. Возможно, это загадочная масса темной материи.
Темная материя — это название, которое астрономы дают невидимой материи, которая составляет более 80% массы Вселенной. Кажется, что он не взаимодействует со светом — он не светится, не поглощает, не отражает и не преломляет свет — и поэтому остается для нас невидимым. Но она дает о себе знать благодаря своей харизме. Все независимые и множественные наблюдения подтвердили, что большую часть массы Вселенной составляет невидимая темная материя.
Одна из теорий идентичности темной материи предполагает, что она состоит из ранее неизвестной инопланетной частицы, называемой «даркино». Согласно теории, Даркино — это тип частиц, известный как фермион. Электроны, протоны и кварки Нейтрино Они также являются фермионами, главной отличительной чертой которых является их неспособность участвовать в одном и том же состоянии. Другими словами, вы можете поместить слишком много фермионов в определенный размер (в отличие от бозонов, которые вы можете протолкнуть столько, сколько захотите, в определенный размер).
Связанный: 7 странных фактов о кварках
Если темная материя состоит из даркино, а даркино — это фермионы, то эти частицы темной материи будут концентрироваться только в ядре галактики до определенной степени. Это означает, что вместо сверхмассивной черной дыры с четко очерченным краем на горизонте событий вместо нее находится плотно упакованный гигантский шар из черных дыр. Край шара даркино был бы таким загадочным — как тусовщики, стоящие в очереди возле местной дискотеки, не все из них могут присоединиться к вечеринке посередине.
Сделайте это последовательным
Поскольку гигантская сфера Даркино будет закрыта, силы тяжести в центре галактики будут немного слабее, что позволит газовым облакам, таким как G2, оставаться на своих орбитах.
Но центр нашей галактики — это нечто большее, чем наши наблюдения за ядром галактики, — чем G2. Есть также все эти звезды S. Любая радикальная теория, надеющаяся заменить сверхмассивную черную дыру чем-то еще, должна давать прогнозы, соответствующие этим наблюдениям.
И это именно то, что показывает новое исследование. Группа астрофизиков, возглавляемая Эдуаром Антонио Бесерра-Вергара из Международного центра относительной астрофизики в Италии, обнаружила, что если сверхмассивная черная дыра заменит сферу из Даркиноса, а частицы Даркино будут иметь правильную массу и скорость, они будут повторять все наблюдаемое движение звезд S. В некоторых случаях их модель может быть лучше, чем обычные расчеты черных дыр при совпадении с наблюдаемыми орбитами.
Но этот результат мало что значит. Модель черной дыры очень проста: вам нужно ввести только два числа, массу и вращение черной дыры, чтобы предсказать, как должны вести себя S-звезды. Но модель Даркино содержит множество параметров, позволяющих выполнить более точную настройку, и исследователи нашел наилучшее сочетание свойств.
Основное испытание будет сделано в будущих записях. Если темная материя состоит из даркино, то модель, которая успешно описывает то, что происходит в центре галактики, также должна воспроизводить все различные наблюдения темной материи по всей Вселенной. Это будет включать объяснение того, почему галактики вращаются слишком быстро относительно их известной массы.
Новое исследование подробно описано в майском выпуске ежемесячного журнала Notices of the Royal Astronomical Society Letters.
Первоначально опубликовано на Live Science.
«Интроверт. Мыслитель. Решатель проблем. Злой специалист по пиву. Склонен к приступам апатии. Эксперт по социальным сетям».
More Stories
Исследователи из Университета Юты собирают образцы, чтобы составить карту распространения долинной лихорадки через грязные микробы.
НАСА: необходим новый план по возвращению камней с Марса
Что делает этих маленьких «водяных медведей» такими выносливыми? Они быстро восстанавливают поврежденную ДНК.