Астрономы, работающие с космическим телескопом «Хаббл», сообщили об открытии совершенно нового типа космического объекта – газового облака, в котором доминирует темная материя, но при этом полностью отсутствуют звезды. Ученые считают этот объект, получивший название «Облако-9», реликтом, оставшимся с самых ранних этапов формирования галактик. На сегодняшний день это первый подтвержденный пример подобного образования, когда-либо наблюдавшийся во Вселенной.
«Это история о неудавшейся галактике», – говорит руководитель программы Алехандро Бенитес-Льямбай из Миланского университета Бикокка в Италии. – «В науке мы обычно больше узнаем из неудач, чем из успехов. В данном случае именно отсутствие звезд доказывает правоту теории. Это говорит нам о том, что мы нашли в локальной Вселенной первичный строительный блок галактики, которая так и не сформировалась».
Этот объект, по словам исследователей, представляет собой уникальное окно в так называемую «темную Вселенную». «Теория гласит, что большая часть массы Вселенной должна приходиться на темную материю, но обнаружить этот материал крайне сложно, поскольку он не излучает свет», – объясняет член команды Эндрю Фокс. – «Облако-9 дает нам редкую возможность взглянуть на облако, где темная материя является основным компонентом».
«Облако-9» относится к категории, известной как RELHIC – это облака нейтрального водорода, которые образовались в ранней Вселенной, но так и не смогли запустить процесс звездообразования. Ученые предсказывали существование подобных объектов на протяжении многих лет, однако прямое подтверждение оставалось недостижимым. Только после наблюдений с помощью «Хаббла» исследователи смогли окончательно убедиться, что в облаке действительно нет ни одной звезды.
«До того, как мы использовали «Хаббл», можно было утверждать, что это тусклая карликовая галактика, которую мы просто не могли разглядеть с помощью наземных телескопов», – отмечает ведущий автор исследования Гагандип Ананд из Научного института космического телескопа (STScI). – «Но с помощью усовершенствованной обзорной камеры «Хаббла» мы смогли точно установить – там ничего нет».
По своей структуре «Облако-9» сильно отличается от других известных газовых облаков. Оно меньше, плотнее и имеет почти идеальную сферическую форму, тогда как большинство облаков вблизи Млечного Пути гораздо крупнее и более вытянутые. В его центре находится нейтральный водород массой около миллиона масс Солнца, простирающийся на 4900 световых лет. Если предположить, что давление газа уравновешивается гравитацией окружающей темной материи, то на последнюю должна приходиться основная масса объекта, которая оценивается примерно в 5 миллиардов солнечных масс.
Изучение таких «неудавшихся галактик» дает новое представление о частях Вселенной, которые трудно наблюдать, поскольку большинство телескопов нацелены на яркие звезды. Найти их сложно – их слабый сигнал часто заглушается светом соседних ярких объектов. Кроме того, они чувствительны к внешним воздействиям, таким как лобовое давление при движении сквозь межгалактическое пространство, которое может «сдувать» с них газ.
Впервые «Облако-9» было обнаружено три года назад с помощью пятисотметрового сферического радиотелескопа FAST в Китае. Название было присвоено просто потому, что это было девятое газовое облако, обнаруженное вблизи спиральной галактики M94. Позже открытие подтвердили с помощью телескопов в США. Судя по всему, облако физически связано с M94, а небольшие искажения в его газовой структуре могут свидетельствовать о взаимодействии с более крупным соседом.
Станет ли «Облако-9» когда-нибудь галактикой, зависит от того, наберет ли оно дополнительную массу. Оно существует в узком диапазоне, который позволяет ему оставаться реликтовым облаком. Будь оно немного массивнее, гравитация давно бы запустила формирование звезд, а будь оно легче – газ бы рассеялся. Это открытие позволяет изучать свойства облаков темной материи без помех от звездного света и дает ключ к пониманию того, как эволюционировала ранняя Вселенная и как формировались галактики.
