Iz programa SkySafari. Iza naslaga prašine u središtu naše galaksije krije se nešto. Crna rupa ili...

Mlečni put koji se pruža preko neba ometa da vidimo središte naše galaksije. Vidljiva svetlost ne može da prodre kroz naslage prašine i astronomima su na raspolaganju samo infracrveni i radio talasi za istraživanje tog središta. Za to istraživanja koriste im instrumenti poput ALMA i VLA. Astronomi imaju teoriju po kojoj se u središtu nalazi velika, supermasivna crna rupa, kao što je to slučaj sa nekim drugim galaksijama. Ali, možda i nije tako. 

Sumnja u Nobelovom nagradom ovenčanu teoriju

Tradicionalna nauka, krunisana i Nobelovom nagradom, decenijama je zastupala hipotezu o objektu Sagittarius A* – supermasivnoj crnoj rupi koja svojom gravitacijom gospodari centrom Mlečnog puta. Njena masa od čak 4 miliona Sunca sabijena je u prostor manji od trećine našeg Sunčevog sistema.

Ipak, nova istraživanja Valentine Crespi i Carlosa Argüellesa sa Instituta za astrofiziku La Plata unose nemir u ovu utvrđenu istinu. Njihov rad se oslanja na precizno praćenje takozvanih S-zvezda, čiji brzi kosmički ples oko centra služi kao ključni dokaz za postojanje masivnog objekta.

"Postoje zapažanja zvezda koje kruže oko centra naše galaksije – takozvanih S-zvezda – i iz njihovog kretanja možemo zaključiti da se tamo nalazi veoma masivan i kompaktan objekat," objašnjava Valentina Crespi.

Dok je crna rupa do sada bila jedini "osumnjičeni" koji se uklapao u ove ekstremne parametre, novi model sugeriše da bi tajanstveni centar mogao biti sačinjen od nečeg još egzotičnijeg.

Tamna materija

Još od 1930-ih, astronomi se suočavaju sa "problemom rotacije": zvezde na dalekim rubovima galaksije kreću se neshvatljivo brzo, kao da ih neka nevidljiva ruka drži da ne odlete u međugalaktičku prazninu. Taj "gravitacioni lepak" nazvali smo tamna materija. Crespi i Argüelles sada predlažu rešenje od čije elegancije zastaje dah – koncept "fermionske" tamne materije.

Suština njihove teorije leži u tome da su čestice tamne materije zapravo lakše nego što se ranije mislilo. Upravo ta specifična masa omogućava im dualnu prirodu: one mogu istovremeno da formiraju ekstremno gusto, kompaktno jezgro u centru i difuzni, široki "halo" na periferiji. Umesto da imamo dva odvojena fenomena – crnu rupu kao motor i tamnu materiju kao lepak – sve bi moglo biti ista supstanca. U ovom modelu, Sagittarius A* nije ambis bez povratka, već koncentrisano jezgro tamne materije koje pokreće galaksiju.

Iluzija sa fotografije

Kada je 2022. godine objavljena prva fotografija Sagittarius A*, svet je video svetleći prsten sa tamnim centrom – takozvanom senkom crne rupe. Mnogi su to shvatili kao definitivan dokaz, ali naučnici upozoravaju da je u pitanju potencijalna vizuelna varka. Taj "vizuelni potpis" nije isključivo vlasništvo crnih rupa.

Argüelles objašnjava da jezgro od tamne materije može proizvesti gotovo identičnu sliku. Svetlost koja prolazi pored ovako masivnog objekta biva savijena gravitacijom na takav način da se formira prsten emisije i centralno zatamnjenje. Na trenutnom nivou tehnološke preciznosti, oba scenarija daju praktično nerazlučive rezultate. Ono što smo proslavili kao direktan dokaz crne rupe, mogla bi biti samo vrhunska kozmetička imitacija koju izvodi tamna materija.

Test istine

Kako onda presuditi u ovom naučnom sporu? Odgovor se krije u fenomenu "orbitalne precesije" – postepenoj rotaciji same orijentacije orbite zvezda tokom vremena. Ovo je poetski eho istorijskog trenutka od pre jednog veka, kada je upravo precesija Merkurove orbite potvrdila Ajnštajnovu opštu teoriju relativnosti i poslala Njutnovu teoriju u istoriju.

Orbite S-zvezda oko jezgra od tamne materije suptilno bi se razlikovale od onih oko crne rupe. Trenutno naši instrumenti nisu dovoljno oštri da primete tu razliku, ali presuda je blizu. Nadolazeće tehnologije, poput GRAVITY+ sistema na Very Large Telescope-u i gigantskog Extremely Large Telescope (ELT) čiji se rad očekuje 2030. godine, uz nadogradnje EHT mreže, omogućiće nam da konačno vidimo pravu prirodu centra.

Rušenje temelja moderne astrofizike

Ako se potvrdi da u srcu Mlečnog puta leži tamna materija umesto crne rupe, to će izazvati seizmičke potrese u našem razumevanju svemira. U standardnim modelima, crne rupe su "termostati" galaksija; one putem procesa povratne informacije (feedback) regulišu gas i zaustavljaju prekomerno formiranje zvezda. Bez njih, "energetski budžet" kosmosa bi ostao bez svog glavnog knjigovođe, primoravajući nas da tražimo potpuno nove mehanizme koji upravljaju životom galaksija.

Ovo bi takođe značilo da smo konačno, po prvi put, direktno "uhvatili" česticu tamne materije, što bi bila najveća naučna pobeda našeg doba. 

https://www.skyatnightmagazine.com/