В центре Млечного Пути может скрываться нечто невидимое и «размытое»

Ученые заявили о том, что ядра галактик могут оказаться не тем, чем считались до этого. По словам исследователей, в  них могут располагаться гигантские «темные звезды» - скопления невидимой материи, сообщает Live Science.

Хотя у астрономов есть доказательства того, что большая часть массы любой галактики невидима, точных данных о том, чем является «темная материя» у них нет. На данный момент наиболее популярной является гипотеза о том, что темная материя состоит из неких тяжелых частиц, которые редко, если вообще когда-либо, взаимодействуют со светом или другой материей. Но эта гипотеза не может объяснить относительно низкую плотность ядер галактик, поскольку моделирования темной материи показывают,  что она легко накапливается до чрезвычайно высокой плотности.

Одним из возможных вариантов объяснения, почему это так, является тот, что частиц темной материи очень легкие. Названные «размытой» темной материей, эти гипотетические частицы настолько легкие, что их квантово-волновая природа проявляется в более крупных, макроскопических — даже галактических — масштабах. Это означает, что они могут стабилизироваться в гигантские сгустки невидимой материи, образуя темные звезды.

И эти темные звезды могут простираться на тысячи световых лет в пространстве. Но при этом они будут очень легкими. Таким образом, они потенциально могут образовывать ядра галактик, обеспечивая большую часть массы этих галактик, не создавая сверхвысоких плотностей в галактических центрах.

Но галактики состоят не только из темной материи, они содержат и видимую, распределенную в виде диффузных газовых облаков и звезд. Эти компоненты и могут непосредственно наблюдать астрономы. Чтобы проверить эту гипотезу, необходимо проверить связь между обычной и темной материей в галактике.

Теперь международная группа астрофизиков исследовала, как галактики могут эволюционировать в ответ на размытую темную материю. Они построили игрушечную модель, которая содержала всего два компонента: большой процент размытой темной материи и меньший процент простого идеального газа.

Затем они вычислили, как эти два компонента будут развиваться под их взаимным гравитационным влиянием. Они обнаружили, что, несмотря на изначально случайное поведение, размытая темная материя быстро собралась в большой комок в центре, с более рассеянными облаками темной материи вокруг него.

За ней последовал и газ, смешавшись с размытой темной материей в центре, создав то, что исследователи назвали фермионно-бозонной звездой, подразумевая два вида материи, которые смешались, чтобы сформировать центральный объект.

Эта звезда не была похожа на те, к которым мы привыкли. Она была гигантской, до 10 тысяч световых лет в диаметре, и почти полностью невидимой, за исключением едва уловимого сияния газа, распределенного по ней. Но, по словам ученых, это идеальное описание галактического ядра, которое содержит более высокие плотности обычной материи.

Следующий шаг – построение более сложных моделей, которые позволят выяснить, как выглядят такие «звезды». Это позволит астрономам сравнить предсказания с реальными наблюдениями.

Ранее группа астрономов под руковдством Флориана Пайскера из Кельнского университета в Германии обнаружила двойную систему из звезд, которые вращаются вокруг сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути. Это первое подобное открытие, сделанное на данный момент.