მეცნიერები თითქმის დარწმუნებული არიან, რომ ჩვენი გალაქტიკის ცენტრში სუპერმასიური შავი ხვრელია, მაგრამ იქ წასვლა და ამის შემოწმება ნამდვილად შეუძლებელია. იქნებ ამ უწესრიგო, მტვრიან რეგიონში სულ სხვა რაღაც იმალება?
სუპერმასიური შავი ხვრელის, სახელად მშვილდოსანი A*-ს არსებობისა და თვისებების შესახებ ნაწილობრივ გვეუბნება მისი გრავიტაციული ეფექტები სხვა ობიექტებზე, მაგალითად, გალაქტიკის ცენტრის გარშემო მოძრავ ვარსკვლავთა ექსტრემალური, უცნაური ორბიტები. თუმცა, იქნებ ვცდებით?
იქნებ იქ შავი ხვრელი საერთოდაც არ არის? იქნებ იქ უბრალოდ ბნელი მატერიის ბირთვია? ახალი, ფრიად მომხიბლავი კვლევის მიხედვით, გალაქტიკის ცენტრში ასეთი უცნაური ორბიტები, ისევე როგორც გალაქტიკის გარე რეგიონის ორბიტული სიჩქარეები, სინამდვილეში შეიძლება უფრო ადვილად აიხსნას, თუ გალაქტიკის შუაგულში ბნელი მატერიის ბირთვი იქნება და არა შავი ხვრელი.
პუბლიკაცია გამოსაქვეყნებლად უკვე მიიღო ჟურნალმა MNRAS Letters-მა, ამჟამად კი ხელმისაწვდომია რეცენზირებამდელ სერვერზე arXiv. თუმცა, პირველ რიგში აუცილებელია, მოკლედ მოგიყვეთ ამ უცნაური ჰიპოთეზის წარმომავლობის შესახებ.
ბოლო ოცი წლის განმავლობაში, ვარსკვლავის, სახელად S2-ის ორბიტა ძლიერი კვლევის საგანია. გალაქტიკის ცენტრის გარშემო ის 16-წლიან ორბიტაზე მოძრაობს, გრძელ, ელიფსურ გზაზე და ბრწყინვალე საშუალებას გვაძლევს ზოგადი ფარდობითობის შესამოწმებლად.
წინა კვლევებში, ორმა სხვადასხვა ჯგუფმა აჩვენა, რომ გალაქტიკის ცენტრის სივრცე-დროის გარემოში არა მხოლოდ ფარდობითობა მტკიცდება, არამედ შედეგები მიუთითებს დაახლოებით 4 მილიონი მზის მასის მქონე შავი ხვრელის არსებობაზეც.
შემდეგ გამოჩნდა ობიექტი, სახელად G2. ისიც გრძელ, ელიფსურ ორბიტაზე მოძრაობს და 2014 წელს, პერიცენტრის დროს, ანუ ორბიტაზე მოძრაობისას შავ ხვრელთან ყველაზე ახლო წერტილში, მან რაღაც უცნაური მოიმოქმედა. ეს ნორმალური, კომპაქტური ობიექტი გაიწელა და გაიჭიმა, შემდეგ კი კვლავ კომპაქტურ ობიექტად იქცა.
ეს ყველაფერი ნამდვილად უცნაური იყო; თანაც, G2-ის ბუნება ჯერ კიდევ უცნობია. თუმცა, რაც არ უნდა იყოს ის, პერიცენტრის შემდეგ ობიექტის მოძრაობა შენელდა, რაც ასტროფიზიკოს ანტონიო ბეკერა-ვერგარას განცხადებით, სრულად არ შეესაბამება იქ შავი ხვრელის არსებობას.
შარშან მკვლევრებმა აჩვენეს, რომ S2 და G2 სხვადასხვა მოდელს ეთავსებიან, პერიცენტრის შემდგომო უცნაური მოძრაობითაც კი: ბნელი მატერიის ფერმიონებს, რომლებსაც მათ „დარქნინოები“ უწოდეს; მათ ისეთი მასა უნდა ჰქონდეთ, რომ შავ ხვრელად ვერ კოლაფსირდებიან, ვიდრე 100-ჯერ უფრო მეტ მასას არ დააგროვებენ.
მიუხედავად ამისა, ის ირმის ნახტომის ცენტრში გაწოლილი უზარმაზარი, მკვრივი შებერილობა უნდა იყოს, რომელსაც გარს აკრავს დიფუზიური ნისლი კიდეებისა და გალაქტიკის გარე მისადგომების მიმართულებით.
S2-ისა და G2-ის გარდა, გალაქტიკის ცენტრის გარშემო სხვა ობიექტებიც მოძრაობენ. ამიტომ, ჯგუფმა საკუთარი მოდელი განავრცო იქ მოძრავ 17 კარგად შესწავლილ ვარსკვლავზეც, რომლებსაც S ვარსკვლავებს უწოდებენ. აბა, თუ გამოიცნობთ, რა აღმოაჩინეს?
დიახ, მათი ანალიზიც წინა ვარაუდს ემთხვევა. მათ მიერ ჩატარებული გამოთვლების მიხედვით, გალაქტიკის ცენტრში გაწოლილი უნდა იყოს ბნელი მატერიის მკვრივი ბურთი, რომელიც გალაქტიკის გარე მისადგომებისკენ დიფუზიურ კონცენტრაციებს უშვებს.
ბნელი მატერია სამყაროს ერთ-ერთი უდიდესი საიდუმლოებაა. ასე უწოდებენ იდუმალ მასას, რომელიც ისეთ გრავიტაციულ ეფექტებს ახდენს სხვა ობიექტებზე, რაც არ აიხსნება ჩვენ მიერ დაფიქსირებული ჩვეულებრივი მატერიით — ვარსკვლავებით, მტვრითა და გალაქტიკებით.
მაგალითად, გალაქტიკები იმაზე უფრო სწრაფად ბრუნავენ, ვიდრე მათზე მოქმედი, იქ არსებული მხოლოდ ჩვეულებრივი მატერიის გრავიტაციული გავლენის შემთხვევაში უნდა ბრუნავდნენ; გრავიტაციული ლინზირება — სივრცე-დროის გამრუდება მასიურ ობიექტთა გარშემო — იმაზე ძლიერია, ვიდრე უნდა იყოს. რაც არ უნდა წარმოქმნიდეს ამ დამატებით გრავიტაციას, ფაქტი ის არის, რომ მის პირდაპირ დაფიქსირებას ჯერ ვერ ვახერხებთ.
მისი არსებობის შესახებ მხოლოდ სხვა ობიექტებზე მისი გრავიტაციული ეფექტებით ვიცით… ნაცნობი ფრაზაა, არა? თუმცა, აქტიური გალაქტიკური ბირთვი, ისეთი, როგორიც სახელგანთქმული, ფოტოზე აღბეჭდილი სუპერმასიური შავი ხვრელი M87*-ია (6,5 მილიარდი მზის მასით), შავი ხვრელის მოდელთან უფრო შესაბამისი ჩანს.
ჯგუფი ვარაუდობს, რომ კრიტიკული მასის ზემოთ, ბნელი მატერიის გროვები შეიძლება გრავიტაციულად კოლაფსირდეს და სუპერმასიური შავი ხვრელი წარმოქმნას. ამან კი შეიძლება ახსნას, როგორ ჩნდებიან სუპერმასიური შავი ხვრელები, რადგან არ ვიცით, როგორ გაიზარდნენ ისინი ასე დიდები და რანაირად გაჩნდა ადრეულ სამყაროში ამდენი ასეთი შავი ხვრელი მაშინ, როდესაც მათ ამ ზომებამდე მიღწევისთვის საჭირო დრო არ ჰქონდათ.
მიჩნეულია, რომ სამყაროს მთელი მატერიის დაახლოებით 80 პროცენტს ბნელი მატერია უნდა შეადგენდეს. არ არსებობს იმდენი შავი ხვრელი, სუპერმასიური თუ ჩვეულებრივი, რომ მათზე მოდიოდეს მთელი ეს ბნელი მატერია, მაგრამ მკვლევართა ჯგუფი ამას არც ამტკიცებს. მათი მიდგომა გვთავაზობს ბნელი მატერიის კანდიდატს, რომელიც ასევე შეიძლება დაგვეხმაროს სუპერმასიურ შავ ხვრელთა არსებობის ახსნაში.
ეჭვგარეშეა, რომ მათ მიგნებებს სამომავლო კვლევები დაადასტურებს ან უარყოფს და კიდევ უფრო ახლოს მიგვიყვანს ჭეშმარიტებამდე.
პუბლიკაცია გამოსაქვეყნებლად უკვე მიიღო ჟურნალმა MNRAS Letters-მა, ამჟამად კი ხელმისაწვდომია რეცენზირებამდელ სერვერზე arXiv.
მომზადებულია ScienceAlert-ის მიხედვით.
