În astronomie, puține lucruri par bătute în cuie. Unul dintre ele, până de curând, părea de neclintit: în inima Căii Lactee se află Sagittarius A*, o gaură neagră supermasivă care dirijează mișcarea stelelor din jur. I
-am văzut chiar și umbra, spun astronomii, cu ajutorul rețelei de telescoape care a surprins semnătura gravitației sale extreme. O nouă cercetare, publicată în Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vine însă cu o ipoteză ce tulbură liniștea certitudinilor.
Dacă, de fapt, adevăratul arbitru al centrului galactic este un miez uriaș de materie întunecată, capabil să imite aproape la perfecție efectele unei găuri negre? Echipa internațională condusă, printre alții, de astrofizicianul Carlos Argüelles nu contestă existența lui Sagittarius A*.
Dar sugerează că poate i-am supraestimat rolul exclusiv. În locul unei singularități – ideea clasică a unei găuri negre – centrul ar putea găzdui un nucleu dens, compact, de materie întunecată.
Această materie, invizibilă pentru telescoapele noastre, ar constitui circa 85% din masa Universului, deși nu a fost detectată direct până acum.
Simulările cercetătorilor arată că o sferă ultraconcentrată de materie întunecată ar exercita o atracție gravitațională aproape identică cu a unei găuri negre. Ar curba lumina, desenând o umbră pe fundalul gazului incandescent, și ar forța stelele din apropiere să accelereze pe orbite strânse.
Pentru a-și verifica ideea, oamenii de știință au privit către stelele S, acei aștri care se rotesc cu viteze amețitoare în jurul centrului galactic. Au rulat două modele numerice: unul clasic, cu o gaură neagră supermasivă, și unul nou, cu un nucleu de materie întunecată.
Rezultatul este greu de ignorat. Predicțiile celor două scenarii diferă cu mai puțin de 1%. Statistic, ipoteza materiei întunecate este la fel de plauzibilă ca cea a găurii negre pentru a explica coregrafia acestor stele.
În plus, modelul cu „miez de materie întunecată” pare să ofere o explicație mai coerentă pentru comportamentul ciudat al unor nori de gaz din zonă, așa-numitele surse G, care intriga astronomii de ani de zile. Cercetarea merge însă mai departe de centrul galactic.
Datele recente ale satelitului Gaia arată că rotația Căii Lactee încetinește ușor. Modelul propus – un nucleu dens de materie întunecată înconjurat de un halou mai difuz – se potrivește surprinzător de bine cu acest tablou al dinamicii galactice la scară mare.
Pentru prima dată, un singur cadru teoretic leagă ce se întâmplă în vecinătatea imediată a nucleului galactic de mișcarea globală a întregii spirale stelare. Dar atunci, ce vedem în imaginea faimoasă din 2022, realizată de Event Horizon Telescope? Nu vedem gaura neagră în sine.
Prin definiție, o gaură neagră nu emite lumină. Observăm umbra pe care o proiectează pe gazul incandescent care se rotește aproape de viteza luminii, un inel modelat de gravitație extremă ce curbează traiectoriile fotonilor.
Punctul cheie al studiului este că un nucleu de materie întunecată suficient de dens ar produce aproape același efect optic. Ar curba lumina în mod similar. Ar crea o zonă întunecată, pentru că materia întunecată nu strălucește.
Cu instrumentele actuale, diferența dintre cele două scenarii ar rămâne, practic, invizibilă. În literatură, astfel de obiecte ipotetice poartă numele de „imitatori de găuri negre”. Diferența teoretică majoră?
O gaură neagră are un orizont al evenimentelor – punctul dincolo de care nu mai există întoarcere. Un nucleu de materie întunecată ar avea, în schimb, o suprafață fizică.
În principiu, i-ai putea traversa frontiera sau te-ai putea ciocni de ea într-un mod diferit de soarta inexorabilă din interiorul unei găuri negre. Doar că pentru a observa această deosebire ar trebui o rezoluție pe care telescoapele de azi nu o pot livra.
Rămâne întrebarea care macină orice certitudine: trebuie rescrise manualele? Nu încă. Modelul găurii negre rămâne standardul, consolidat de decenii de observații. Iar materia întunecată, deși puternic susținută indirect, rămâne o ipoteză nedetectată direct.
Noua lucrare arată însă că Universul mai are resurse de surpriză. Următoarele generații de telescoape vor decide dacă inima Căii Lactee este un abis fără fund sau o sferă uriașă de materie invizibilă.
