สสารมืดเฟอร์ไมโอนิกสามารถแทนที่หลุมดำในแกนกลางทางช้างเผือกได้

นักวิจัยเสนอคำอธิบายอีกทางหนึ่งสำหรับวัตถุขนาดใหญ่ที่อยู่ใจกลางทางช้างเผือก แทนที่จะเป็นหลุมดำมวลมหาศาล ราศีธนู A* อาจเป็นกระจุกหนาแน่นของสสารมืดเฟอร์ไมโอนิก สมมติฐานนี้เกิดขึ้นจากการสร้างแบบจำลองทางทฤษฎีที่สร้างการสังเกตการณ์วงโคจรดาวฤกษ์และการปล่อยคลื่นวิทยุที่รวบรวมมาเป็นเวลาหลายทศวรรษได้อย่างแม่นยำ แบบจำลองนี้แตกต่างจากหลุมดำตรงที่หลีกเลี่ยงภาวะเอกฐานที่กฎฟิสิกส์ในปัจจุบันพังทลายลง

แบบจำลองทางทฤษฎีที่พัฒนาโดยนักวิจัยชาวอาร์เจนตินา

ทีมที่นำโดยนักวิจัย Valentina Crespi จากมหาวิทยาลัยแห่งชาติ La Plata ได้พัฒนาการคำนวณที่บ่งชี้ถึงความมีชีวิตของโครงสร้างทางเลือกนี้ แบบจำลองนี้ใช้อนุภาคสสารมืดที่เป็นกลางซึ่งมีมวลประมาณ 300 keV เพื่อสร้างนิวเคลียสที่มีขนาดกะทัดรัด โครงสร้างนี้สร้างสนามโน้มถ่วงที่จำเป็นในการอธิบายการเคลื่อนที่ด้วยความเร่งของดาวฤกษ์ใกล้กับใจกลางกาแลคซี โดยมีความแม่นยำใกล้เคียงกับหลุมดำทั่วไป

ความแตกต่างระหว่างแบบจำลองแบบดั้งเดิมกับทางเลือกนี้ต่ำกว่า 1% ในการวัดวงโคจร อัตรากำไรขั้นต้นเล็กน้อยนี้ทำให้ยากต่อการแยกแยะสมมติฐานทั้งสองด้วยเครื่องมือในปัจจุบัน การสังเกตในอนาคตที่มีความละเอียดสูงกว่าสามารถให้ข้อมูลที่ชี้ขาดเพื่อตรวจสอบหรือหักล้างแนวคิดนี้ได้

ปรากฏการณ์เชิงสังเกตที่สนับสนุนการตีความทั้งสองอย่าง

• Star S2 บรรลุความเร็วสูงสุด 7,000 กิโลเมตรต่อวินาทีในวงโคจรที่ใกล้ที่สุด
• เมฆก๊าซที่เรียกว่าวัตถุ G เคลื่อนตัวตามวิถีที่สอดคล้องกับแรงโน้มถ่วงที่รุนแรงที่สังเกตได้
• ภาพที่ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์อีเวนท์ฮอไรซอนในปี พ.ศ. 2565 แสดงเงาวงกลมที่เข้ากันได้กับทั้งหลุมดำและกระจุกดาวที่เสนอ

ในปี พ.ศ. 2565 กล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์ (Event Horizon Telescope) ได้สร้างภาพโดยตรงของเงาที่วัตถุทอดทิ้ง ซึ่งเผยให้เห็นโครงสร้างที่สอดคล้องกับการทำนายจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป อุปกรณ์เอ็กซ์เรย์ เช่น จันทรา บันทึกการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่รุนแรงจากพื้นที่รอบๆ ราศีธนู A* นักดาราศาสตร์ติดตามการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์อย่าง S2 มานานหลายปี ซึ่งโคจรครบวงโคจรในระยะเวลาอันสั้นและไปถึงความเร็วสูงสุด ซึ่งต้องการความเข้มข้นของมวลเทียบเท่ากับประมาณ 4.3 ล้านมวลดวงอาทิตย์ในปริมาณที่ค่อนข้างน้อย

โครงสร้างคลัสเตอร์และการกระจายมวล

กระจุกสสารมืดจะก่อตัวเป็นแกนกลางหนาแน่นซึ่งรับผิดชอบต่อมวลที่มีความเข้มข้นส่วนใหญ่ ในเวลาเดียวกัน รัศมีของสสารมืดที่กระจัดกระจายมากขึ้นก็จะขยายไปทั่วบริเวณรอบนอกของกาแลคซี การกระจายแบบคู่นี้ช่วยอธิบายไม่เพียงแต่พฤติกรรมใกล้จุดศูนย์กลางเท่านั้น แต่ยังอธิบายเส้นโค้งการหมุนรอบตัวเองที่สังเกตได้ในดาวฤกษ์ที่อยู่ไกลออกไปอีกด้วย

Leia Tambem

Sarah Wynn-Williams ผู้แจ้งเบาะแส Facebook ปฏิบัติตามคำสั่งของ Meta และยังคงนิ่งเงียบในเหตุการณ์ในสหราชอาณาจักร

ซีรีส์โรแมนติกคอมเมดี้และความลึกลับจะฉายทาง Netflix ในเดือนมิถุนายนกับ Office Passion และ Oasis

อุรุกวัยประกาศรายชื่อนักเตะลุยฟุตบอลโลก 2026 พร้อมนักเตะบราซิล 6 คน

สสารมืดเฟอร์ไมโอนิกที่เป็นกลางที่นำเสนอนี้แสดงคุณสมบัติที่ช่วยให้เกิดการก่อตัวของวัตถุที่เสถียรโดยไม่ยุบตัวจนกลายเป็นภาวะเอกฐาน ต่างจากหลุมดำที่ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปทำนายความหนาแน่นอนันต์ ณ จุดหนึ่ง กระจุกดาวยังคงมีการกระจายตัวของมวลที่มีขอบเขตจำกัด คุณลักษณะนี้ช่วยตอบคำถามทางทฤษฎีที่ยังคงมีอยู่เกี่ยวกับพฤติกรรมของแรงโน้มถ่วงในระดับที่สูงมาก

ความเข้ากันได้กับปรากฏการณ์ทางช้างเผือกในวงกว้าง

สมมติฐานกระจุกสสารมืดยังสอดคล้องกับปัญหาเส้นโค้งการหมุนของกาแลคซี ดาวฤกษ์ในบริเวณรอบนอกของทางช้างเผือกหมุนด้วยความเร็วมากกว่าที่คาดการณ์ได้จากสสารที่มองเห็นเพียงอย่างเดียว รัศมีด้านนอกของสสารมืดจะให้แรงโน้มถ่วงเพิ่มเติมที่จำเป็นในการรักษาวงโคจรเหล่านี้ให้คงที่และอธิบายการเคลื่อนที่โดยรวมของดวงดาว

นักวิจัยเน้นย้ำว่ามีการใช้สสารมืดเพื่ออธิบายโครงสร้างขนาดใหญ่ของจักรวาลแล้ว การขยายบทบาทของมันไปยังใจกลางกาแลคซีจะแสดงให้เห็นถึงการผสมผสานแนวความคิดที่น่าสนใจ แกนกลางหนาแน่นจะทำหน้าที่เป็นสมอโน้มถ่วง ในขณะที่ฮาโลส่วนนอกจะส่งผลต่อพลศาสตร์ของดาวฤกษ์ในระดับที่ใหญ่กว่า

มุมมองสำหรับการตรวจสอบเชิงสังเกตในอนาคต

เครื่องมือที่ใช้งานอยู่และอยู่ระหว่างการพัฒนาจะช่วยให้สามารถทดสอบสมมติฐานได้อย่างเข้มงวดมากขึ้น การวิเคราะห์โพลาไรเซชันของคลื่นวิทยุ สเปกโทรสโกปีที่มีความแม่นยำสูง และการเฝ้าสังเกตดาวฤกษ์ใกล้เคียงอย่างต่อเนื่องจะช่วยปรับแต่งแบบจำลองได้ ความคลาดเคลื่อนใดๆ ที่สะสมเมื่อเวลาผ่านไปอาจบ่งชี้ว่าคำอธิบายใดเหมาะสมกับความเป็นจริงทางกายภาพมากที่สุด คำอธิบายแบบดั้งเดิมของหลุมดำมวลมหาศาลยังคงเป็นคำอธิบายที่ง่ายที่สุดและได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางจากชุมชนวิทยาศาสตร์ โดยอาศัยการสังเกตการณ์มานานหลายทศวรรษซึ่งสอดคล้องกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป อย่างไรก็ตาม ทางเลือกสสารมืดเสนอทางออกจากความยุ่งยากทางคณิตศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับภาวะเอกฐาน ซึ่งทำให้การอภิปรายเกี่ยวกับธรรมชาติพื้นฐานของวัตถุขนาดกะทัดรัดในจักรวาลสมบูรณ์ขึ้น