Телескоп Hubble підтвердив існування унікального об'єкта — Cloud-9, компактної газової хмари без зірок (RELHIC). Це «нездійснена» галактика-релікт, що надає рідкісну можливість вивчати ранні стадії формування галактик та природу темної матерії.
Що таке Cloud-9
Вчені, які працювали з даними NASA/ESA Hubble, описують Cloud-9 як газову хмару з нейтрального водню, в якій немає жодної зірки. Такі об'єкти називаються RELHIC (Reionization-Limited H I Clouds) — тобто «хмари H I, обмежені ефектами реіонізації», релікти, що збереглися з перших етапів Всесвіту. Досі вчені лише теоретично припускали існування таких «нездійснених» галактик — тепер один з них підтверджено спостереженнями.
«Це історія нездійсненої галактики», — каже керівник програми Алехандро Бенітес-Льямбай. На його думку, саме відсутність зірок і підтверджує модель: ми дійсно знайшли примітивну «цеглинку» галактики, яка так і не стала галактикою.
Як знайшли Cloud-9 і що показав Hubble
Cloud-9 вперше виявили три роки тому в радіоогляді за допомогою китайського радіотелескопа FAST; сигнал потім підтвердили телескопи Green Bank Telescope та Very Large Array у США. Радіодані вказували на масив газу, але вони не могли остаточно сказати — чи є там слабкі зірки. Лише камери Hubble з високою чутливістю точно показали: зірок немає. Як зазначає провідний автор Гаґандіп Ананд, наземні телескопи просто не були достатньо чутливими для цього.
Розміри, маса та роль темної матерії
- Ядро Cloud-9 має діаметр ~4 900 світлових років.
- В газі міститься порядку 1 млн мас Сонця.
- Однак загальна маса об'єкта, якщо газ урівноважує гравітацію, оцінюється приблизно в 5 млрд мас Сонця — тобто переважна частина маси припадає на темну матерію.
Саме ця висока частка невидимої маси робить Cloud-9 «вікном» у темний Всесвіт: вивчаючи газ та його рух, вчені можуть робити висновки про властивості темної матерії, яку зазвичай не видно безпосередньо.
Чим Cloud-9 відрізняється від інших хмар
Хмари з водню в околицях Чумацького Шляху зазвичай великі та неправильної форми. Cloud-9, навпаки, компактне, майже сферичне та порівняно маленьке — тому воно виглядає інакше і привертає увагу. Об'єкт знаходиться поруч із спіральною галактикою M94, і радіоспостереження показують легкі спотворення газу, можливо пов'язані з взаємодією з цією галактикою.
Теоретично, Cloud-9 може згодом стати галактикою, якщо накопичить значно більше маси (порядку >5 млрд мас Сонця). У цьому випадку газ може стиснутися і розпочати зореутворення — тоді Cloud-9 перетвориться на «звичайну» галактику. Якщо ж маса Cloud-9 зменшуватиметься або газ зазнає зовнішніх впливів (наприклад, його «здує» при русі через міжгалактичне середовище), об'єкт може просто розвіятися. Зараз Cloud-9 перебуває в «зоні ризику» — достатньо масивний, щоб утримати газ, але не настільки, щоб гарантовано породити зірки.
Що дає відкриття вченим
Такі об'єкти зустрічаються рідко, оскільки їх важко помітити: поруч яскраві галактики та зірки «затьмарюють» слабкі об'єкти. Зовнішнє середовище (вітри, взаємодії) може забирати газ — і тоді RELHIC зникають. Тому підтверджений Cloud-9 — рідкісна знахідка, але вчені вважають, що може бути ще багато подібних «нездійснених» об'єктів.
Відкриття Cloud-9 дозволяє:
- вивчати ранні етапи формування галактик без «шуму» зірок;
- отримувати дані про розподіл та властивості темної матерії;
- шукати інші подібні релікти та оцінювати їхню роль в еволюції Всесвіту.
Як сказав Ендрю Фокс (AURA/STScI): «Це вікно в темний Всесвіт» — тому що темну матерію ми бачимо лише за її гравітаційними ефектами, а Cloud-9 робить їх особливо помітними.
Результати дослідження опубліковані в The Astrophysical Journal Letters і були представлені на 247-му засіданні Американського астрономічного товариства.
