ブラックホールじゃなかったらどうなるの？私たちの銀河の中心は暗黒物質の巨大な球である可能性があります

あるいは、少なくとも私たちはそう信じていました。なぜなら、国際的な天文学者チームが、もしそれが真実であれば、私たちにすべてを変えることを強いる可能性がある本物の「理論爆弾」を投下したからです。結局のところ、射手座 A* がブラックホールではなかったらどうなるでしょうか?それが実際に想像を絶するほど高密度に濃縮された暗黒物質だったとしたらどうなるでしょうか?

で発表されたばかりの新しい研究王立天文協会の月次通知ラプラタ天体物理学研究所（アルゼンチン）と相対論的天体物理学ネットワーク国際センター（ICRANet）のイタリア部門が主導するこの論文は、この仮説が可能であるだけでなく、熱狂的な銀河の中心と私たちの宇宙「島」の穏やかな外縁の両方で何が起こっているのかを現在のモデルよりもよく説明していると断言している。

「継続的な物質」

これまで、標準モデルでは、銀河には 2 つの主な「目に見えない」重力要素があるとされていました。それは、中心のブラック ホール (無限密度の点) と、 冷たい暗黒物質の巨大な後光 それは銀河全体を包み込み、星をその軌道上に保ちます。 2 つの異なるもの。

しかし、この研究の主な著者であるヴァレンティナ・クレスピ氏とカルロス・アルグエレス氏が提案していることは非常に異なっており、彼らによれば、はるかに洗練されているという。つまり、すべてが同じもので構成されているのだという。彼らの計算によれば、実際、フェルミ粒子（軽い亜原子粒子、「ダルキノス」とも呼ばれる）からなる暗黒物質の「連続物質」が独特の構造を形成していた可能性があるという。

中心では、これらの粒子が非常に密集して超高密度の核を形成し、ブラックホールと同じような猛烈な重力を及ぼすことができます。外側に向かって密度は低下し、私たちがすでに知っている拡散ハローを形成します。

「私たちは単にブラックホールを暗い物体に置き換えているわけではありません – カルロス・アルグエレス氏は明言します –。 「私たちは、銀河の中心にある超大質量天体と暗黒物質のハローは、同じ連続した物質の二つの現れであると提案しています。」

「超高速」スターの謎

理論が支持され、優れていると考えられるためには、私たちが見ているものを説明できなければなりません。そしてこの場合、銀河の中心で私たちが見ているのは激しいダンスです。そこでは、「S スター」として知られる星のグループが、目に見えない巨大な「何か」の周りを猛スピード (最大秒速数千キロメートル) で回転しています。従来の冷たい暗黒物質モデルでは説明できないもの。

しかし、新しいフェルミオンモデルを適用すると、うまくいきます。実際、暗黒物質コアは非常にコンパクトであるため、S 星はあたかもブラック ホールがあるかのようにその周りを正確に周回します。そして、それはまた、何十年も天文学者を困惑させてきた、ブラックホールに非常に近い通常のガス雲を引き裂くであろう潮汐力に耐えるように見える、塵に覆われた謎の「G源」の挙動を説明することになるだろう。

「ブレーキ」テスト

しかし、研究によると、最も重要なことは、米国から送信された最新のデータの「セット」にあるという。 ガイアミッション 欧州宇宙機関 (ESA) の。実際、ガイアは前例のない精度で銀河をマッピングすることに専念しています。そして、彼らの最新のデータ (DR3 カタログから) が、天の川銀河の範囲内で何か奇妙なことを明らかにしたことが判明しました。それは、銀河の回転曲線が減速しているということです。これは物理学者が「ケプラー衰退」と呼ぶものです。

従来の冷暗黒物質 (CDM) モデルは、非常に広範なハローを予測しており、このエッジでの突然の「ブレーキ」を説明するのが非常に困難です。しかし、フェルミ粒子モデルを適用すると、そのようなことは起こりません。そうすることで、事実上、すべてのデータが所定の位置に収まりました。高密度のコアは中心を説明し、コンパクトなハローは端での減速を説明します。

「暗黒物質モデルがこれらの非常に異なるスケールをうまく統合することに成功したのは、これが初めてであるとアルグエルス氏は断言する。」研究者によれば、単一の成分ですべてが説明されるという。

そして写真はどうでしょうか？

この新しい理論は、イベント ホライゾン テレスコープ (EHT) が私たちに示した 2022 年に私たちが見たものと矛盾しているようです。 射手座A*の最初の写真それはブラックホールの巨大な影を示しました。

しかし、ヴァレンティーナ・クレスピとカルロス・アルグエレスはすでにこの批判を予期しており、 以前の研究 2024年に発表された論文（新しい研究でも引用されている）では、このフェルミオン核が非常に高密度であるため、影を落とすこともできることが示された。

この天体には、ブラックホールのような「事象の地平線」（何も、光さえも逃げられない帰還不能点）はありませんが、その重力が非常に巨大であるため、光を極端に曲げます。したがって、降着円盤 (回転する高温ガス) がこの暗黒物質コアを照らすと、EHT 写真とほぼ同じように見えるでしょう。つまり、明るいリングで囲まれた暗い中心領域です。

「これは重要なポイントです」とクレスピ氏は言う。私たちのモデルは、星の軌道と銀河の回転を説明するだけでなく、有名な「ブラック ホールの影」の画像とも一致します。 「暗黒物質の高密度の核は光を非常に強く曲げるため、影を模倣することができます。」

本当か嘘か？

では、私たちは技術的な結びつきに直面しているのでしょうか?私たちがブラックホールの周りに住んでいるのか、それとも暗黒物質の球の周りに住んでいるのかを知ることは不可能なのでしょうか?はい、それは不可能ですが、長くは続きません。実際、両天体には将来の望遠鏡で検出できるようになる根本的な違いがあると著者らは指摘している。なぜなら、真のブラックホールは、その事象の地平線により、その周囲に「フォトンリング」と呼ばれるもの（非常に特殊で薄い光の痕跡）を持つはずだからです。事象の地平線がなければ暗黒物質コアには存在しなかったもの。研究者にとっては、チリにある超大型望遠鏡 (VLT) の GRAVITY 干渉計などの機器、または EHT 自体の将来の改良が決定権を持ちます。

疑いの余地のないのは、もしそれが確認されれば、現代の天体物理学における最大のパラダイムシフトの一つに我々が直面することになるということだ。射手座 A* は、私たちが恐れていた世界の破壊者ではなく、むしろ私たちがまだほとんどわかっていない「別の」種類の物質がこれまでに知られている最大の濃度である可能性があります。