Uma nova pesquisa mostra que o buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea é na verdade um enorme e denso aglomerado de matéria escura.
Os cientistas dizem que o aglomerado teria o mesmo efeito gravitacional que a atual galáxia supermassiva, a Via Láctea. buraco negro, Sagitário A* (A*Sargento). Estes incluem danças violentas e rápidas Estrela A história se passa no centro da Via Láctea, onde uma chamada “estrela S” orbita o centro compacto da nossa galáxia a 67 milhões de milhas por hora (30.000 quilômetros por segundo). Para contextualizar, isso é cerca de 10% da velocidade da luz. esse matéria escura A equipe disse que os aglomerados também poderiam explicar as órbitas de objetos envoltos em poeira ou “fontes G” no centro da Via Láctea.
Acredita-se que a matéria escura do férmion forme uma estrutura que consiste em um núcleo compacto e ultradenso, tão massivo que poderia imitar um buraco negro supermassivo com massa equivalente a 4,6 milhões de sóis, disse a equipe. Este núcleo será rodeado por um vasto e difuso halo, estendendo-se muito além dos limites da matéria visível. Via Láctea – mas agir como uma entidade unificada. Esta é uma estrutura que não pode ser replicada por outras receitas de matéria escura.
“Não estamos apenas substituindo o buraco negro por um objeto escuro; propomos que o objeto central supermassivo e o halo de matéria escura da galáxia são duas manifestações da mesma matéria contínua”, disse Carlos Argüelles, membro da equipe, do Instituto de Astrofísica de La Plata. disse em um comunicado.
Ver para crer… mas o que vemos?
A teoria, proposta por Argüelles e colegas, baseia-se em grande parte em observações feitas pela missão de rastreio de estrelas da Agência Espacial Europeia, Gaia, como parte da terceira entrega de dados do programa, em junho de 2022.
Gaia permitiu à equipe mapear com precisão a rotação e as órbitas das estrelas e do gás no halo externo da Via Láctea, revelando uma desaceleração na curva de rotação da Via Láctea: o chamado decaimento Kepleriano. A equipa pensa que o desvanecimento do Kepler pode ser explicado pelo halo exterior difuso que vêem, um factor no seu modelo que, como sabemos agora, acrescenta suporte ao modelo férmion da matéria escura.
No Modelo Padrão de Cosmologia, também conhecido como modelo Lambda Cold Dark Matter (LCDM) (nossa melhor descrição do universo), a matéria escura é “fria”, o que significa que suas partículas se movem a velocidades significativamente mais lentas. velocidade da luz.
A matéria escura fria forma uma cauda de halo estendida, tornando difícil explicar a desaceleração observada em Gaia. Os modelos de férmions, por outro lado, prevêem que caudas de halo mais estreitas e compactas podem causar o desvanecimento do Kepler. Lembre-se que no modelo Sgr A*, a matéria escura no centro da galáxia não está conectada ao halo externo em uma única estrutura, portanto não há cauda neste modelo.
“Esta é a primeira vez que um modelo de matéria escura consegue unir com sucesso estas escalas e órbitas muito diferentes de uma variedade de objetos, incluindo curvas de rotação modernas e dados de estrelas centrais”, disse Arguelles.
Até agora tudo bem. A teoria de que pode haver aglomerados de matéria escura no centro da nossa galáxia, em vez de um buraco negro, parece bastante plausível. No entanto, há um elefante de 4,6 milhões de massa solar na sala: a imagem de Sgr A*, criada por telescópio horizonte de eventos (EHT) e anunciado ao público em maio de 2022. No entanto, a equipe diz que seu modelo de matéria escura de férmions pode explicar isso.
Antes de mergulharmos na explicação, vale a pena considerar o que realmente vemos quando olhamos as imagens do EHT que todos assumimos até agora ser o Sgr A*.
Os anéis dourados brilhantes nesta imagem são, na verdade, material superaquecido que envolve o que quer que esteja escondido no centro da Via Láctea. O que realmente vemos nesta imagem não é um buraco negro, o que é compreensível porque os buracos negros estão rodeados por uma superfície que retém luz chamada horizonte de eventos; não podemos ajudar diretamente Veja A* Sargento. O que podemos ver, porém, é a sombra projetada pelo buraco negro.
Em 2024, no entanto, os investigadores demonstraram que o núcleo denso da matéria escura dos férmions pode, na verdade, projetar sombras semelhantes às observadas nas imagens do EHT. O núcleo seria invisível como um buraco negro porque se sabe que a matéria escura não interage com a luz.
“Este é um ponto crítico”, disse a líder da equipe, Valentina Crespi, do Instituto de Astrofísica de La Plata. “O nosso modelo não só explica as órbitas das estrelas e a rotação das galáxias, mas é consistente com a famosa imagem da ‘sombra do buraco negro’. Um núcleo de matéria escura densa pode imitar uma sombra porque desvia fortemente a luz, criando uma escuridão central rodeada por um anel brilhante.”
Embora a equipe tenha comparado estatisticamente o seu modelo de matéria escura com o modelo aceito do buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea, e o primeiro tenha sido capaz de replicar o comportamento das estrelas S, fontes G, estrutura galáctica e sombras do buraco negro, os pesquisadores enfatizam que a teoria está definitivamente em seus estágios iniciais.
A pesquisa da equipe tem usos futuros telescópio muito grande (VLT) Olhando para o anel de fotões no centro da Via Láctea, haverá um anel de fotões em Sagitário A*, mas se o corpo central da nossa Via Láctea for uma massa densa de matéria escura, então o anel de fotões não existirá.
Aparentemente, Sgr A* não está pronto para ceder o seu trono no centro da Via Láctea à matéria escura.
Os resultados da pesquisa da equipe foram publicados na revista em 5 de fevereiro. Avisos mensais da Royal Astronomical Society (MNRAS).
