De zeci de ani, astronomii s-au întrebat ce se află cu adevărat în inima galaxiilor. În timp ce centrul Căii Lactee este de obicei asociat cu o gaură neagră supermasivă, un nou studiu propune o ipoteză intrigantă: o stea gigantică formată din material invizibil, difuz, numit materie întunecată neclară, ar putea locui în centrul său. Acest concept, deși misterios, ar putea schimba profund înțelegerea noastră asupra structurii și evoluției galaxiilor.
Materia întunecată este unul dintre cele mai mari mistere ale cosmosului. Invizibilă cu ochiul liber și nedetectabilă de instrumentele tradiționale, nu interacționează cu lumina sau cu materia obișnuită într-un mod clasic. Cu toate acestea, efectele sale gravitaționale sunt foarte reale și măsurabile. Reprezintă aproximativ 27% din masa totală a Universului, față de doar 5% pentru materia vizibilă.
În ciuda multor ipoteze, identitatea exactă a acestui material rămâne evazivă. Timp de decenii, cercetătorii au crezut că este format din particule grele care interacționează rar cu alte materii. Cu toate acestea, există o problemă cu această idee: dacă aceste particule ar fi atât de masive și compacte, ar trebui să formeze concentrații extrem de dense în inima galaxiilor. Cu toate acestea, observațiile arată că nu este cazul.
Pentru a rezolva acest puzzle, un studiu recent, postat pe serverul de preprinturi arXiv, sugerează că materia întunecată ar putea fi formată din particule extrem de ușoare, supranumite materie întunecată fuzzy. Aceste particule ar fi atât de ușoare încât comportamentul lor sub formă de undă s-ar manifesta la scară galactică, influențând astfel distribuția de masă a galaxiilor. În cadrul studiului, oamenii de știință au încercat să înțeleagă ce s-ar putea forma această materie întunecată neclară atunci când se aglomerează sub acțiunea gravitației. Spre deosebire de stelele tradiționale, care sunt făcute din gaz ardent și emit lumină, aceste structuri ipotetice ar fi invizibile. Ele ar putea fi masive, acoperind câteva mii de ani lumină și joacă un rol cheie în organizarea galaxiilor.
În studiul lor, cercetătorii sugerează că aceste stele întunecate ar putea exista în centrul galaxiilor, inclusiv în Calea Lactee, în jurul găurii lor negre supermasive. Cu toate acestea, datorită proprietăților lor cuantice, aceste particule nu s-au putut împacheta într-o structură ultra-densă, așa cum ar putea face alte tipuri de materie. Acest lucru ar explica de ce centrele galaxiilor, deși masive, nu prezintă densități gravitaționale extreme care ar contrazice observațiile astronomice. Combinând gravitația și fizica cuantică, această teorie ar putea rezolva în sfârșit un paradox major în astrofizică: de ce materia întunecată pare să se concentreze fără să atingă vreodată densități excesive în centrele galaxiilor. Pentru a testa această ipoteză, astrofizicienii au folosit modele computerizate sofisticate. În loc să simuleze galaxii întregi, au ales un model simplificat compus din două elemente principale: o majoritate de materie întunecată neclară și o cantitate mică de gaz, reprezentând materia obișnuită observabilă în galaxii. Simulările au arătat că materia întunecată neclară tinde să se grupeze într-un pâlc central, formând în același timp un halou difuz în jurul ei. Între timp, gazul a interacționat gravitațional cu acest cluster central, creând o structură compozită. Aceste clustere centrale, numite stele întunecate, ar fi regiuni masive, dar difuze, care ar juca un rol structurant în galaxii.
Dacă această ipoteză este corectă, ar putea avea implicații majore pentru înțelegerea noastră a Căii Lactee. Centrul galaxiei noastre, unde se află o gaură neagră supermasivă numită Săgetător A*, poate conține și o stea întunecată. Aceasta ar însemna că dinamica galaxiei noastre este influențată nu numai de materia vizibilă și gaura neagră, ci și de o entitate invizibilă, difuză. Dincolo de Calea Lactee, această teorie ar putea arunca lumină asupra multor mistere legate de structura galaxiilor. Stelele întunecate ar oferi o explicație unificată pentru fenomenele observate în galaxii foarte diferite, de la spirale ca a noastră până la galaxii eliptice. Mai mult, această ipoteză deschide noi perspective pentru studiul Universului. Dacă astronomii ar putea identifica semnăturile indirecte ale acestor aglomerări de materie întunecată neclară, aceasta ar constitui un progres revoluționar în identificarea materiei întunecate.
