Ni dvoma, da se v središču galaksije Mlečna cesta skriva nekaj izjemno masivnega.
Že desetletja astronomi opazujejo zvezde, ki se tam gibljejo z neverjetnimi hitrostmi, kot da jih v orbiti drži nevidna pošast. Do zdaj je veljalo, da je razlaga jasna: v središču naše galaksije se nahaja supermasivna črna luknja. A nova raziskava odpira precej drzno možnost – morda tam sploh ni črne luknje.
Objekt z maso štirih milijonov Sonc
Meritve gibanja zvezd v galaktičnem središču kažejo, da tam obstaja izjemno gost objekt z maso, ki je približno štiri milijonkrat večja od mase Sonca. Ta objekt poznamo kot Strelec A*, in dolgo je veljal za enega najbolj prepričljivih primerov obstoja supermasivne črne luknje.
Leta 2022 je kolaboracija Event Horizon Telescope celo objavila sliko njegove »sence«, kar je mnoge dokončno prepričalo. Toda znanost redko miruje – in prav tu se začne zaplet.
Kaj če to sploh ni črna luknja?
Mednarodna skupina raziskovalcev pod vodstvom astrofizičarke Valentine Crespi in astrofizika Carlosa Argüellesa predlaga alternativno razlago: namesto črne luknje bi se v središču galaksije lahko nahajalo izjemno gosto jedro temne snovi, sestavljeno iz tako imenovane fermionske temne snovi.
Gre za teoretične delce, ki spoštujejo kvantna pravila in se ne morejo stisniti v neskončno majhen volumen. Posledica bi bila stabilna, ultra gosta »kapljica« temne snovi – brez horizonta dogodkov, a z gravitacijo, ki bi bila skoraj neločljiva od gravitacije črne luknje.
Temna snov
Temna snov je ena največjih ugank sodobne kozmologije. Ne oddaja in ne absorbira svetlobe, vendar njen gravitacijski vpliv razkriva, da predstavlja približno 84 % vse snovi v vesolju. Brez nje galaksije preprosto ne bi obstajale v obliki, kot jih poznamo.
Če bi bilo galaktično jedro res sestavljeno iz temne snovi, bi to pomenilo, da sta osrednji masivni objekt in temnosnovni halo galaksije del iste strukture, ne pa dve ločeni entiteti – kar bi povsem spremenilo naše razumevanje galaktične zgradbe.
Zvezde kot kozmični detektorji
Ključ do razumevanja skrivnosti leži v zvezdah, ki krožijo okoli galaktičnega središča. Posebej pomembna je zvezda S2, ki ima kratko 16-letno orbito in je bila izjemno natančno opazovana.
Raziskovalci so simulirali gibanje S2 v dveh scenarijih:
- če je v središču črna luknja
- če je tam fermionsko jedro temne snovi
Rezultat je presenetljiv: oba modela skoraj popolnoma poustvarita dejansko gibanje zvezde. Trenutni podatki torej ne omogočajo jasne ločnice med obema možnostma.
Dodatni namigi iz širše galaksije
Pri temno-snovni razlagi pa obstaja še en zanimiv namig. Podatki vesoljskega plovila Gaia kažejo, da se vrtenje Mlečne ceste na velikih razdaljah od središča upočasnjuje na način, ki ga je lažje razložiti z razširjenim halojem fermionske temne snovi kot z nekaterimi drugimi modeli.
Po mnenju raziskovalcev je to prvi model temne snovi, ki hkrati uspešno razloži gibanje zvezd v samem jedru galaksije in vrtenje galaksije kot celote.
Kaj bo odločilo?
Odgovor bo najverjetneje prinesla prihodnost. Natančnejša dolgoročna opazovanja zvezd, ki krožijo še bližje središču kot S2, bi lahko razkrila drobne razlike v orbitah. Prav tako bi nove, podrobnejše slike z Event Horizon Telescope lahko pokazale značilnosti – kot je fotonski obroč – ki so značilne izključno za črne luknje.
Če teh znakov ne bo, se bo znanstvena skupnost morda morala sprijazniti z nečim še bolj skrivnostnim.
