Телескоп Hubble подтвердил существование уникального объекта — Cloud-9, компактного газового облака без звёзд (RELHIC). Это «несостоявшаяся» галактика-реликт, дающая редкую возможность изучать ранние стадии формирования галактик и природу тёмной материи.
Что такое Cloud-9
Учёные, работавшие с данными NASA/ESA Hubble, описывают Cloud-9 как газовое облако из нейтрального водорода, в котором нет ни одной звезды. Такие объекты называются RELHIC (Reionization-Limited H I Clouds) — то есть «облака H I, ограниченные эффектами переионизации», реликты, сохранившиеся с первых этапов Вселенной. До сих пор учёные лишь теоретически предполагали существование таких «несостоявшихся» галактик — теперь один из них подтверждён наблюдениями.
«Это история несостоявшейся галактики», — говорит руководитель программы Алехандро Бенитес-Лламбай. По его словам, отсутствие звёзд именно и подтверждает модель: мы действительно нашли примитивный «кирпичик» галактики, который так и не стал галактикой.
Как нашли Cloud-9 и что показал Hubble
Cloud-9 впервые обнаружили три года назад в радиопросмотре с помощью китайского радиотелескопа FAST; сигнал затем подтвердили Green Bank Telescope и Very Large Array в США. Радиоданные указывали на массив газа, но они не могли окончательно сказать — есть ли там слабые звёзды. Только камеры Hubble с высокой чувствительностью точно показали: звёзд нет. Как отмечает ведущий автор Гагандип Ананд, наземные телескопы просто не были достаточно чувствительны для этого.
Размеры, масса и роль тёмной материи
- Ядро Cloud-9 имеет диаметр ~4 900 световых лет.
- В газе содержится порядка 1 млн масс Солнца.
- Однако общая масса объекта, если газ уравновешивает гравитацию, оценивается примерно в 5 млрд масс Солнца — то есть подавляющая часть массы приходится на тёмную материю.
Именно эта высокая доля невидимой массы делает Cloud-9 «окном» в тёмную Вселенную: изучая газ и его движение, учёные могут делать выводы о свойствах тёмной материи, которой обычно не видно напрямую.
Чем Cloud-9 отличается от других облаков
Облака из водорода в окрестностях Млечного Пути обычно большие и неправильной формы. Cloud-9, напротив, компактное, почти сферическое и сравнительно маленькое — поэтому оно выглядит иначе и привлекает внимание. Объект находится рядом со спиральной галактикой M94, и радионаблюдения показывают лёгкие искажения газа, возможно связанные с взаимодействием с этой галактикой.
Теоретически, Cloud-9 может впоследствии стать галактикой, если накопит значительно больше массы (порядка >5 млрд масс Солнца). В этом случае газ может сжаться и начать звездообразование — тогда Cloud-9 превратится в «обычную» галактику. Если же масса Cloud-9 будет уменьшаться или газ подвергнется внешним воздействиям (например, «сдут» при движении через межгалактическую среду), объект может просто распылиться. Сейчас Cloud-9 находится в «зоне риска» — достаточно массивен, чтобы удержать газ, но не настолько, чтобы гарантированно породить звёзды.
Что даёт открытие учёным
Такие объекты встречаются редко, так как их трудно заметить: рядом яркие галактики и звёзды «затмевают» слабые объекты. Внешняя среда (ветры, взаимодействия) может отнимать газ — и тогда RELHIC исчезают. Поэтому подтверждённый Cloud-9 — редкая находка, но учёные полагают, что может быть ещё много похожих «несостоявшихся» объектов.
Открытие Cloud-9 позволяет:
- изучать ранние этапы формирования галактик без «шума» звёзд;
- получать данные о распределении и свойствах тёмной материи;
- искать другие подобные реликты и оценивать их роль в эволюции Вселенной.
Как сказал Эндрю Фокс (AURA/STScI): «Это окно в тёмную Вселенную» — потому что тёмная материя видна нам лишь по своим гравитационным эффектам, а Cloud-9 делает их особенно заметными.
Результаты исследования опубликованы в The Astrophysical Journal Letters и были представлены на 247-м собрании Американского астрономического общества.
