Таинственный космический объект полон тёмной материи.
Международная группа астрономов обнаружила новый класс космических объектов с помощью космического телескопа Хаббл. Подробности описаны в недавнем исследовании, опубликованном в журнале The Astrophysical Journal Letters. Находка представляет собой первый подтверждённый пример теоретически предсказанного, но никогда ранее не доказанного образования, известного как Облако, ограниченное реионизацией водорода (RELHIC). Хотя гигантская область, прозванная Облаком-9, может не иметь звёзд, она содержит одно из самых неуловимых веществ во Вселенной: тёмную материю.
«Это облако — окно в тёмную Вселенную», — говорится в заявлении соавтора исследования и члена команды Научного института космического телескопа (STCScl) Эндрю Фокса. «Мы знаем из теории, что большая часть массы во Вселенной должна приходиться на тёмную материю, но её трудно обнаружить, потому что она не излучает свет. Облако-9 даёт нам редкую возможность взглянуть на облако, в котором доминирует тёмная материя».
Расположенное примерно в 2 000 световых годах от Земли, Облако-9 намного меньше, симметричнее и компактнее по сравнению с типичными водородными облаками, соседствующими с галактикой Млечный Путь. Первоначальные расчёты показывают, что давление газа в Облаке-9 уравновешивает гравитацию облака тёмной материи, что подразумевает наличие гораздо большего количества последней. В настоящее время астрономы оценивают, что оно включает около 5 миллиардов солнечных масс тёмной материи.
По словам Алехандро Бенитес-Лламбая, руководителя программы и астронома из Университета Миланского Бикокка в Италии, Облако-9 является первым известным RELHIC и «повестью о неудавшейся галактике».
«В науке мы обычно узнаём больше из неудач, чем из успехов», — пояснил он. «В данном случае отсутствие звёзд доказывает правильность теории. Это говорит нам о том, что мы нашли в местной Вселенной первичный строительный блок галактики, который не сформировался».
Две буквы в аббревиатуре RELHIC являются ключом к пониманию её значения — H и I. Это обозначает нейтральный водород, элементарный газ из самых ранних эпох Вселенной, который никогда не способствовал рождению звёзд. Ядро Облака-9 из нейтрального водорода имеет ширину примерно 4 900 световых лет и содержит массу, примерно в 1 миллион раз превышающую массу нашего Солнца.
В течение многих лет астрономы подозревали, что RELHIC скрываются где-то в глубинах космоса, но их точное определение является серьёзной задачей. Более того, предполагаемый RELHIC мог быть упущен из виду без доступа к некоторым из самых мощных инструментов астрономии. В этом случае первые сведения об идентичности Облака-9 появились в 2023 году, но для подтверждения его космической природы потребовалась усовершенствованная камера для обзоров космического телескопа Хаббл.
«До того, как мы использовали Хаббл, можно было утверждать, что это слабая карликовая галактика, которую мы не могли увидеть с помощью наземных телескопов», — объяснил астроном STScl и соавтор исследования Гагандип Ананд. «Они просто не достигали достаточной чувствительности, чтобы обнаружить звёзды. Но с Хабблом… мы смогли точно определить, что там ничего нет».
Однако Облако-9 может не всегда оставаться неудавшейся галактикой. В зависимости от темпов его роста, RELHIC однажды может стать достаточно массивным, чтобы коллапсировать и сформировать первые звёзды в новом галактическом районе. В то же время мощные космические силы могут также унести газ, когда Облако-9 будет путешествовать в космосе. В любом случае у астрономов теперь есть первый RELHIC для изучения — и, вероятно, он будет не последним.
«Среди наших галактических соседей может быть несколько заброшенных домов», — добавила соавтор исследования и астроном STScl Рейчел Битон.