«Хаббл» помог астрономам обнаружить невиданный ранее небесный объект

Группа исследователей при помощи космического телескопа NASA «Хаббл» обнаружила новый тип астрономического объекта, который может помочь экспертам узнать больше о формировании галактик и развитии ранней Вселенной. Об этом 6 января сообщает CBS News.

Объект — беззвездное, богатое газом облако темной материи, считающееся «реликтом» или остатком раннего формирования галактик, — получил название Облако-9.

Облако-9 расположено в 14 миллионах световых лет от Земли. Диффузный пурпурный цвет — это радиоданные наземного радиотелескопа Very Large Array (VLA), демонстрирующие наличие облака. Пунктирный круг отмечает пик радиоизлучения, на котором исследователи сосредоточили свои поиски звезд. Последующие наблюдения с помощью усовершенствованной камеры для обзоров (Advanced Camera for Surveys) космического телескопа «Хаббл» не обнаружили звезд внутри облака. Немногие объекты, которые появляются в его границах, — это фоновые галактики. До наблюдений «Хаббла» ученые могли утверждать, что Облако-9 — это тусклая карликовая галактика, звёзды которой нельзя было увидеть с помощью наземных телескопов из-за недостаточной чувствительности. Усовершенствованная камера для обзоров «Хаббла» показывает, что в действительности в этой несостоявшейся галактике нет звезд.

Этот объект называется облаком реионизированно-ограниченного водорода (HI Cloud), или RELHIC. Термин HI обозначает нейтральный водород, а RELHIC описывает родовое водородное облако из ранних дней Вселенной, окаменелый остаток, из которого не образовались звёзды. В течение многих лет ученые искали доказательства существования такого теоретического фантомного объекта. Лишь когда они направили телескоп «Хаббл» на это облако, подтвердив, что оно действительно беззвездное, они нашли подтверждение этой теории.

Обнаружение этого облака-реликта стало неожиданностью.

Астрономы считают, что RELHIC — это облака темной материи, которые не смогли накопить достаточно газа для образования звезд. Они представляют собой окно в ранние стадии формирования галактик. Облако-9 предполагает существование множества других небольших структур, в которых преобладает темная материя, во Вселенной — других несостоявшихся галактик. Это открытие дает новое понимание темных компонентов Вселенной, которые трудно изучать с помощью традиционных наблюдений, сосредоточенных на ярких объектах, таких как звезды и галактики.

Ученые много лет изучают водородные облака вблизи Млечного Пути, но эти облака, как правило, намного больше и имеют более неправильную форму, чем Облако-9. По сравнению с другими наблюдаемыми водородными облаками, Облако-9 меньше, компактнее и имеет преимущественно сферическую форму, что делает его совершенно непохожим на остальные.

Ядро этого объекта состоит из нейтрального водорода и имеет диаметр около 4900 световых лет. Исследователи измерили массу водородного газа в Облаке-9 по излучаемым им радиоволнам, получив значение, приблизительно в миллион раз превышающее массу Солнца. Предполагая, что давление газа уравновешивает гравитацию облака темной материи, что, по-видимому, и происходит, исследователи рассчитали, что масса темной материи в Облаке-9 должна составлять около пяти миллиардов солнечных масс.

Облако-9 — пример структур и загадок, не связанных со звездами. Простое наблюдение за звездами не дает полной картины. Изучение газа и темной материи помогает получить более полное понимание того, что происходит в этих системах, что иначе осталось бы неизвестным.

С точки зрения наблюдений, идентификация этих «несостоявшихся» галактик представляет собой сложную задачу, поскольку близлежащие объекты затмевают их. Такие системы также уязвимы для воздействия окружающей среды, например для эффекта «динамического давления», который может удалять газ по мере движения облака в межгалактическом пространстве. Эти факторы еще больше снижают ожидаемое их количество.

Беззвездная реликвия была обнаружена три года назад в рамках радиоастрономического исследования с помощью сферического телескопа с апертурой 500 метров (FAST) в провинции Гуйчжоу, Китай. Это открытие позже было подтверждено телескопом «Грин-Бэнк» и радиотелескопом Very Large Array в США. Но только с помощью телескопа «Хаббл» исследователи смогли окончательно установить, что в этой несостоявшейся галактике нет звезд.

Облако-9 получило свое название просто по порядку, будучи девятым газовым облаком, обнаруженным на окраине близлежащей спиральной галактики Мессье 94 (M94). Облако находится близко к M94 и, по-видимому, имеет физическую связь с галактикой. Радиоданные высокого разрешения показывают небольшие искажения газа, возможно, указывающие на взаимодействие между облаком и галактикой.

В будущем это облако может превратиться в галактику, если его масса увеличится — хотя как именно это произойдет, пока остается предметом дискуссий. Если бы оно было намного больше, скажем, более чем в 5 миллиардов раз превышало массу нашего Солнца, оно бы сколлапсировало, образовало звёзды и стало бы галактикой, ничем не отличающейся от любой другой галактики, которую мы видим. Если бы оно было намного меньше, газ мог бы рассеяться и ионизироваться, и от него мало что осталось бы. Но сейчас оно находится в оптимальном состоянии, позволяющем ему оставаться галактикой типа RELHIC.

Отсутствие звезд в этом объекте открывает уникальную возможность изучить внутренние свойства облаков темной материи. Редкость таких объектов и потенциал будущих исследований, как ожидается, позволят обнаружить больше подобных «несостоявшихся галактик», или «реликтов», что даст представление о ранней Вселенной и физике темной материи.