آیا سیاهچالهٔ مرکزی کهکشان راه شیری یک توهم است؟

این داده‌ها نشان می‌دهند که سرعت مداری ستارگان و گاز در فواصل دور از مرکز کهکشان کاهش می‌یابد؛ الگویی که به «افت کپلری» معروف است.
 
بر اساس مدل جدید که توسط این تیم بین‌المللی توسعه یافته، نوع خاصی از مادهٔ تاریک می‌تواند توضیحی یگانه برای هر دو دستهٔ مشاهدات ارائه دهد.
 
این مدل که مبتنی بر ذرات زیراتمی سبکی به نام فرمیون است، ساختاری متمایز برای مادهٔ تاریک پیشنهاد می‌کند: یک هسته داخلی بسیار چگال و فشرده که توسط یک هاله گسترده و پراکنده احاطه شده است.
 
این هستهٔ داخلی با جرمی معادل میلیون‌ها خورشید، می‌تواند گرانش شدید لازم برای به حرکت درآوردن ستارگان-اس و منابع-جی در مرکز کهکشان را تأمین کند.

هم‌زمان، هاله بیرونی این مدل در ترکیب با جرم ماده معمولی در دیسک و برآمدگی کهکشان، می‌تواند افت کپلری مشاهده‌شده در داده‌های گایا را بازتولید کند.
 
دکتر کارلوس آرگوئیس، نویسندهٔ همکار در این مطالعه، در این باره می‌گوید: «این نخستین بار است که یک مدل مادهٔ تاریک با موفقیت این مقیاس‌های بسیار متفاوت و مدارهای اجرام گوناگون را پوشش می‌دهد».

وی می‌افزاید: «ما صرفاً سیاهچاله را با یک شیء تاریک جایگزین نمی‌کنیم، بلکه پیشنهاد می‌دهیم که شیء مرکزی ابرپرجرم و هاله مادهٔ تاریک کهکشان، دو تجلی از یک جوهر پیوسته واحد هستند».
 
بر این اساس، آن‌ها معتقدند که برخلاف نظریه‌های رایج مادهٔ تاریک سرد که هاله‌ای کشیده با دنباله‌ای بلند پیش‌بینی می‌کنند، مدل فرمیونی هاله‌ای فشرده‌تر با مرزهای بیرونی محدودتر ارائه می‌دهد.
 
نکتهٔ حائز اهمیت دیگر آنکه این مدل پیش از این نیز یک آزمون مهم را با موفقیت پشت سر گذاشته بود. پژوهش پیشین همین گروه نشان داده بود که اگر چنین هسته تاریک چگالی توسط یک قرص برافزایشی از مواد داغ روشن شود، سایه‌ای از خود بر جای می‌گذارد که شباهت چشمگیری به تصویر ثبت‌شده توسط همکاری تلسکوپ افق رویداد (EHT) از کمان ای دارد.
 
والنتینا کرسپی، نویسنده اصلی این مطالعه از مؤسسه لاپلاتا، در این باره توضیح می‌دهد: «این یک نکته محوری است. مدل ما نه تنها مدار ستارگان و چرخش کهکشان را توضیح می‌دهد، بلکه با تصویر مشهور «سایه سیاهچاله» نیز سازگار است. هسته چگال مادهٔ تاریک نور را به شدت خم می‌کند و به این ترتیب می‌تواند آن سایه را شبیه‌سازی کند».
 
پژوهشگران با مقایسه آماری مدل فرمیونی مادهٔ تاریک خود با مدل سنتی سیاهچاله دریافتند که اگرچه داده‌های کنونی از ستارگان داخلی هنوز نمی‌توانند قاطعانه یکی از دو سناریو را تأیید کنند، مدل مادهٔ تاریک چارچوبی یکپارچه برای توضیح همزمان مشاهدات مرکز کهکشان و کل کهکشان فراهم می‌کند.
 
به گفتهٔ نویسندگان، داده‌های دقیق‌تر از ابزارهایی مانند تداخل‌سنج GRAVITY روی تلسکوپ بسیار بزرگ در شیلی و جستجو برای یافتن نشانه منحصربه‌فرد حلقه فوتونی برای آزمودن پیش‌بینی‌های این مدل جدید حیاتی خواهد بود.