Несостоявшаяся галактика: найдено первое звездное гало без звезд
«Хаббл» открыл новый тип астрономических объектов — лишенное звезд газовое облако, удерживаемое темной материей, которое считается реликтом ранних этапов формирования галактик.
Объект с неофициальным названием Cloud-9 стал первым подтвержденным обнаружением подобной структуры во Вселенной. Статья об открытии вышла в The Astrophysical Journal Letters.
«Это история о неудавшейся галактике. В науке мы часто узнаем больше из неудач, чем из успехов. В данном случае именно отсутствие звезд подтверждает теорию. Это говорит о том, что мы нашли в локальной Вселенной первичный “строительный блок” галактики, которая так и не сформировалась», — говорит руководитель научной программы Алехандро Бенитес-Льямбай из Миланского университета Бикокка.
«Это облако — окно в темную Вселенную. Из теории мы знаем, что большая часть массы Вселенной должна приходиться на темную материю, но обнаружить ее сложно, поскольку она не излучает свет. Cloud-9 дает нам редкую возможность заглянуть внутрь облака, в котором доминирует темная материя», — добавляет астроном Эндрю Фокс из Европейского космического агентства.
Только благодаря «Хабблу»
Объект относится к классу ограниченных реионизацией облаков нейтрального водорода (Reionization-Limited H I Cloud — RELHIC). Аббревиатура «H I» означает нейтральный водород, а «RELHIC» описывает первичное водородное облако, оставшееся со времен молодой Вселенной — реликт, так и не породивший звезды.
Ученые годами искали свидетельства существования таких «фантомных» объектов, предсказанных теоретически. Но только направив «Хаббл» на это облако, они убедились, что звезд в нем действительно нет.
«До наблюдений “Хаббла” можно было допустить, что это просто тусклая карликовая галактика, которую не видят наземные телескопы — их чувствительность недостаточна, чтобы разглядеть звезды. Но благодаря камере ACS на “Хаббле” мы смогли точно установить: там ничего нет», — объяснил ведущий автор работы Гагандип Ананд из Института исследований космоса с помощью космического телескопа (STScI).
Открытие этого реликтового облака стало неожиданностью. «Среди наших галактических соседей, возможно, есть несколько “заброшенных домов”», — отметила Рашель Битон из STScI, также входящая в исследовательскую группу.
Считается, что RELHIC — это облака темной материи, которые не смогли накопить достаточно газа для образования звезд. Они представляют собой окно в ранние стадии формирования галактик. Открытие Cloud-9 указывает на возможное существование множества других мелких структур, где доминирует темная материя, — похожих «неудавшихся галактик».
Астрофизики давно изучают водородные облака вблизи Млечного Пути. В основном они довольно крупные и неправильной формы. Cloud-9 гораздо меньше, компактнее и круглее — то есть совсем не такое, как остальные.
Ядро объекта состоит из нейтрального водорода и имеет диаметр около 4900 световых лет. Масса водорода в Cloud-9 примерно в миллион раз превышает массу Солнца. Но если давление газа уравновешивает гравитацию облака темной материи (а все указывает на это), то Cloud-9 должно состоять преимущественно из темной материи общей массой около 5 миллиардов солнечных.
Неудавшаяся галактика
Cloud-9 было обнаружено три года назад в ходе радионаблюдений при помощи Сферического телескопа с пятисотметровой апертурой FAST в Китае; впоследствии открытие подтвердили телескоп Грин-Бэнк и система радиотелескопов VLA в США. Название Cloud-9 особого значения не имеет — оно было дано просто по порядку: это девятое газовое облако, обнаруженное на окраине близкой спиральной галактики M94.
Облако находится близко к M94 и, вероятно, физически с ней связано. Данные высокого разрешения показывают слабые искажения в распределении газа, возможно, свидетельствующие о взаимодействии между облаком и галактикой.
В будущем Cloud-9, возможно, сможет превратиться в галактику — если станет массивнее. Будь оно крупнее — оно бы коллапсировало, сформировало звезды и стало бы обычной галактикой, такой же, как все остальные. Если бы оно было меньше, газ мог бы рассеяться и ионизироваться, и от облака почти ничего не осталось бы. Но Облако-9 попадает в золотую середину, поэтому может как оставаться RELHIC, так и эволюционировать дальше.
Открытие вселяет надежду на обнаружение и других «неудавшихся галактик» или «реликтов», что принесет новые знания о ранней Вселенной и физике темной материи.
