ייתכן שבמרכז גלקסיית שביל החלב שלנו אין חור שחור על-מאסיבי, אלא גוש עצום של חומר אפל מסתורי בעל אותה השפעת כבידה. צוות בינלאומי של אסטרונומים מאמין שחומר בלתי נראה זה - המהווה את רוב מסת היקום - יכול להסביר הן את הריקוד האלים של כוכבים במרחק שעות אור בלבד (המשמשות לעתים קרובות למדידת מרחקים בתוך מערכת השמש שלנו) ממרכז הגלקסיה והן את הסיבוב העדין והגדול של החומר כולו בפאתי שביל החלב.
המחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, נוכח ממצאיו, מאתגר את התיאוריה המובילה לפיה קשת A* (באנגלית: Sagittarius A*, שפירושו בעברית "A* בקבוצת קשת"), חור שחור על-מאסיבי שממוקם בלב הגלקסיה שלנו (על פי הסברה הרווחת), אחראי למסלולים הנצפים של כוכבי S (S-stars). קבוצת הכוכבים הזו סובבת במהירויות אדירות של עד כמה אלפי קילומטרים לשנייה סביב מרכז שביל החלב.
5 צפייה בגלריה
הדמיית מודל החומר האפל הפרמיוני של שביל החלב, הממחיש את תנועת הכוכבים בחלקה הפנימי והחיצוני של הגלקסיה
(איור: Valentina Crespi et al. License type Attribution (CC BY 4.0))
במקום זאת, הציעו מחברי המחקר רעיון חלופי - שסוג מסוים של חומר אפל המורכב מפרמיונים (חלקיקים תת-אטומיים בהירים), יכול ליצור מבנה קוסמי ייחודי שתואם את הידע הקיים על ליבת שביל החלב. בתיאוריה, זה ייצור ליבה צפופה וקומפקטית במיוחד, מוקפת בהילה עצומה ומפוזרת, אשר יחד יפעלו כישות אחת ומאוחדת.
הליבה הפנימית תהיה כה קומפקטית ומאסיבית עד שתוכל לחקות את כוח המשיכה של חור שחור ולהסביר את מסלוליהם של כוכבי S שנצפו במחקרים קודמים, כמו גם את מסלוליהם של עצמים עטופים באבק קוסמי המכונים מקורות G (G-sources), הקיימים גם הם בקרבת מקום.
חשיבות מיוחדת למחקר החדש היא הנתונים העדכניים ביותר מטלסקופ החלל גאיה של סוכנות החלל האירופית, אשר מיפה בקפידה את עקומת סיבוב ההילה החיצונית של שביל החלב, ומראה כיצד כוכבים וגז נעים בתנועה היקפית הרחק ממרכז הגלקסיה. החוקרים זיהו האטה בעקומת הסיבוב של הגלקסיה שלנו (ככל שמתרחקים ממרכזה), אותה ניתן להסביר לטענתם על ידי ההילה החיצונית של מודל החומר האפל שלהם – שזכה לכינוי "המודל הפרמיוני".
לדברי ד"ר קרלוס ארגולס, מהמכון לאסטרופיזיקה לה פלאטה בארגנטינה, זו הפעם הראשונה שמודל של חומר אפל גישר בהצלחה, בין היתר, על מסלולי עצמים שונים, כולל עקומת סיבוב מודרנית ונתוני כוכבים מרכזיים.
"אנחנו לא רק מחליפים את החור השחור בעצם אפל, אלא מציעים שהעצם המרכזי העל-מאסיבי והילת החומר האפל של הגלקסיה הן שני ביטויים של אותו חומר רציף", אמר ד"ר ארגולס, שנמנה על צוות המחקר.
5 צפייה בגלריה
הדמיה של החור השחור העל-מאסיבי קשת A*, עם דיסקת הספיחה שמקיפה אותו
(איור: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)/Handout/Reuters)
מודל החומר האפל הפרמיוני כבר עבר מבחן משמעותי. מחקר שהתפרסם בשנת 2024 בכתב העת Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, הראה שכאשר דיסקת ספיחה (מבנה דמוי דיסקה שנוצר סביב גרמי שמים מאסיביים) מאירה את ליבות החומר האפל הצפופות, הן מטילות מאפיין דמוי צל הדומה להפליא לזה שצולם על ידי טלסקופ אופק האירועים (Event Horizon Telescope - EHT) – רשת בין-לאומית של רדיו-טלסקופים הפרוסים ברחבי העולם, המשתפים פעולה ליצירת טלסקופ וירטואלי בקוטר כדור הארץ – עבור קשת A*.
ולנטינה קרספי, מהמכון לאסטרופיזיקה לה פלאטה, אמרה שהמודל שלה ושל עמיתיה למחקר לא רק מסביר את מסלולי הכוכבים ואת סיבוב הגלקסיה, אלא גם עולה בקנה אחד עם תמונת 'צל החור השחור' המפורסמת. "ליבת החומר האפל הצפופה יכולה לחקות את הצל משום שהיא מכופפת את האור בעוצמה כה רבה, ויוצרת אזור אפל וכהה במרכז, המוקף בטבעת בהירה", אמרה קרספי.
