Согласно представленным расчетам группы ученых, явления, наблюдаемые в центре Млечного Пути, могут быть объяснены без привлечения концепции черной дыры. Однако предложенное объяснение имеет весьма необычный физический характер, что вызывает сомнения в его соответствии принципу экономии объяснений.
Исследователи представили свою работу с выводами о том, что их модель устраняет несоответствия между данными наблюдений и существующими физическими теориями современной науки. Альтернативное объяснение событий в ядре нашей Галактики, в районе сверхмассивной черной дыры Стрелец A*, предложила международная группа астрофизиков. Они полагают, что опубликовали в Ежемесячные известия Королевского астрономического общества.
В течение многих лет ученые полагали, что темная материя состоит из определенных частиц. Однако у этой концепции существовали серьезные недостатки, о которых сообщает Naked Science не раз писал. Среди них наблюдается необычное распределение темной материи в галактиках. Она, безусловно, присутствует в невидимом темном гало, окружающем все галактики, в том числе и нашу, однако попытки обнаружить ее частицы непосредственно в дисках галактик пока не увенчались успехом.
Необычно то, что она предположительно должна оказывать гравитационное воздействие на обычную материю, что, согласно теории, должно приводить к увеличению ее плотности пропорционально плотности обычной материи. Таким образом, максимальная концентрация темной материи, как ожидается, должна наблюдаться в ядрах галактик, однако там не зафиксировано никаких признаков ее присутствия.
В новой работе авторы попытались разрешить это противоречие, предложив модель фермионной темной материи, основанную на частицах с точно заданной энергией, равной 56 и 300 килоэлектронвольт. Фермионы, такие как нейтрино, представляют собой частицы, обладающие полуцелым спином, если гипотетические частицы темной материи обладают свойствами фермионов, их поведение будет значительно отличаться от поведения привычных нам бозонов, таких как фотоны, которые характеризуются целым спином.
Ученые применяют модель, получившую название в честь трех соавторов недавней публикации. Согласно их вычислениям, фермионная темная материя должна обладать чрезвычайно высокой плотностью в центрах галактик, после чего плотность заметно снижается. Это позволяет объяснить, почему мы не можем зафиксировать темную материю в окрестностях Солнечной системы, хотя она и оказывает влияние на скорость вращения внешних областей диска нашей галактики. Там, где мы находимся, концентрация темной материи слишком низка, однако в гало, окружающем Млечный Путь, ее достаточно для поддержания вращения его краев.
Исследователи провели анализ, чтобы определить, какая модель точнее описывает поведение звезд в центральной области Млечного Пути: предположение о наличии там черной дыры, масса которой в четыре миллиона раз превышает массу Солнца, или же их концепция фермионной экзотической темной материи.
Анализ позволил им заключить, что их теоретическая модель потенциально способна объяснить явления, наблюдаемые в центре нашей Галактики, включая эффект, обычно интерпретируемый как тень черной дыры. Однако, на данном этапе, существующие возможности наблюдений не дают возможности сделать однозначный выбор в пользу какой-либо из этих гипотез.
Несмотря на формальную корректность этого утверждения, стоит отметить, что для всех галактик, которые мы можем детально наблюдать, в их центрах обнаруживаются сверхмассивные черные дыры. Многие из этих черных дыр, в отличие от находящейся в центре нашей Галактики, сопровождаются заметными аккреционными дисками, состоящими из нагретого вещества, поглощаемого черной дырой. Объяснить подобную динамику с помощью фермионной темной материи не представляется возможным (по крайней мере, в рамках существующих моделей).
Неясно, почему в центре некоторых галактик находятся сверхмассивные черные дыры, а в центре нашей галактики — скопление фермионной темной материи. В результате автор вводит в модель гипотетические частицы с жестко заданными характеристиками, чтобы объяснить то, что другие группы физиков уже объяснили без введения вообще каких-либо частиц темной материи, исключительно на основе теории относительности и классических черных дыр.