Tým vědců z Mezinárodního centra pro relativistickou astrofyziku přišel s důkazy, které ukazují, že za Sagittariem A* není masivní černá díra, ale že se jedná o masivní koncentraci záhadné látky známé jako temná hmota. Argument popsali v článku, který vyšel v odborném časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters.
Astronomové se už řadu let shodují, že přímo v centru naší galaxie Mléčná dráha leží supermasivní černá díra. Sama o sobě se sice nedá pozorovat, protože pohlcuje všechnu hmotu i energii, ale o její existenci svědčí chování těles v jejím okolí – její gravitace zakřivuje prostor a ovlivňuje tak pohyb hvězd i dalších objektů.
V nové studii ale vědci ukazují, že stejné reakce by mohl způsobit i zcela odlišný typ tělesa – a pokud by se jeho existence přijala, dokonce by to pomohlo s logickým vysvětlením některých pozorovaných anomálií.
Záhada nesmrtelného oblaku
První pochybnosti o tom, zda opravdu v centru naší galaxie leží obří černá díra, se datují už do roku 2014. Tehdy si totiž astronomové všimli, že se plynné mračno, jež dostalo jméno G2, dostalo do značné blízkosti černé díry Sagittarius A* – očekávanou reakcí mělo být jeho zničení gravitací černé díry a následně jeho pohlcení.
Jenže to se nestalo – plynný oblak místo toho klidně pokračoval ve svém pohybu, aniž by k nějaké zásadní reakci se supermasivním objeketem došlo. Vysvětlení? Nemáme, přiznával jeden astronomický tým po druhém.
Autoři nové studie předpokládají, že oblak G2 mohl přežít svou cestu kolem Sagittaria A* díky tomu, že Sagittarius A* zkrátka vůbec není černá díra. Místo toho je místem s vysokou koncentrací takzvané temné hmoty.
Potvrdili si to v simulaci Mléčné dráhy, kde byl Sagittarius A* nahrazen masou temné hmoty. Výsledky této simulace ukázaly, že chování Mléčné dráhy jako celku se prakticky nezměnilo, ať už v jejím centru byla černá díra, nebo temná hmota. Lišilo by se jen v několika drobnostech, jako by byla právě například kolize s plynovým mračnem.
Jde zatím pouze o hypotézu, která může být v budoucnu dalším výzkumem rychle vyvrácena, ale současně jde o pozoruhodný alternativní pohled na složitě pozorovatelný fenomén. Nahrazení černé díry temnou hmotou přináší navíc možná víc otázek než odpovědí – o tom, z čeho by se měla skládat, se nic neví.
Vesmír plný tajemství
Fyzikové předpokládají, že temná hmota se skládá z nějaké elementární částice, která přetrvává z doby Velkého třesku. Zatím se ji ale nedaří najít – jediné důkazy o její existenci jsou tedy nepřímé; jsou založené na pozorování jejích gravitačních účinků. Objevit ji lze pouze pomocí gravitačních účinků na světlo – takzvané gravitační čočky. Astronomové studují slabé světlo ze vzdálených galaxií, které je zdeformováno nebo ohnuto gravitací temné hmoty v popředí.
Tento vliv je ale natolik silný, že temná hmota tvoří zřejmě asi čtvrtinu veškeré hmoty kosmu. Podle měření reliktního záření je nyní ve vesmíru temné hmoty kolem 23 procent, běžná (baryonová) hmota, z níž je složena většina objektů, které známe, má tvořit jen 4,8 procenta. Zbytek vesmíru – 73 procent, tedy největší část – tvoří ještě záhadnější temná energie.
Někteří astrofyzici pátrali na obloze po jiných nepřímých důkazech částic temné hmoty. Mnoho teorií předpokládá, že když se dvojice těchto částic srazí, měly by se navzájem zničit – při této reakci by měly vzniknout běžné pozorovatelné částice. A dokonce už existují první pozorování něčeho takového ze středu naší galaxie, kde by koncentrace temné hmoty měla být nejhustější – jen zatím není vůbec jasné, zda jde o reakce temné hmoty nebo něco jiného, například neutronové hvězdy.
Autoři nové práce na základě simulace navrhují, že by se temná hmota mohla skládat z částic vlastnostmi podobným fermionům. Tuto hypotetickou částici vědci nazývají pracovně jako darkino.
