Астрономи представили нові докази існування об'єкта, який може стати першою в історії підтвердженою «беззірковою» галактикою. Йдеться про систему Cloud 9, розташовану за 14 мільйонів світлових років від Землі в околицях спіральної галактики Мессьє 94 (M94). Згідно з дослідженням, опублікованим на сервері препринтів arXiv, об'єкт містить колосальні запаси водню та темної матерії, проте не випромінює світло — жодного зіркового джерела в його межах не зафіксовано. Про це повідомляє РБК-Україна з посиланням на результати спостережень, проведених із використанням камери HiPERCAM на Великому Канарському телескопі та даних космічного телескопа Hubble.
Що собою являє Cloud 9 і чому об'єкт називають «галактикою-привидом»
За оцінками астрономів, Cloud 9 містить хмару нейтрального водню масою порядку одного мільйона мас Сонця та гало темної матерії масою близько п'яти мільйонів сонячних мас. Для порівняння: типова карликова галактика містить від десятків мільйонів до мільярдів сонячних мас зіркової речовини. У звичайних умовах такі запаси водню слугують «будівельними блоками» для формування зірок — саме з них народжуються світила, які потім освітлюють оточуючий простір. Проте в разі Cloud 9 спостереження Hubble показали повну відсутність зіркового випромінювання. Більшість об'єктів у Всесвіті, що містять подібні маси газу та темної матерії, залишають помітний світловий слід. Cloud 9 же, по суті, «невидима» в оптичному діапазоні, що й призвело до метафори «галактики-привид».
Методика спостережень: 2,36 години інтеграції без жодного сигналу
Для перевірки гіпотези про беззірковість об'єкта команда вчених на чолі з Ігнасіо Трухільйо з Інституту астрофізики Канарських островів (IAC) використала камеру HiPERCAM, встановлену на Великому Канарському телескопі (Gran Telescopio Canarias) — найбільшому оптичному телескопі у світі. Вченим вдалося отримати найглибші на сьогодні зображення ділянки Cloud 9. Протягом 2,36 години безперервної інтеграції сигналів жодного випромінювання зіркової природи зафіксовано не було. Паралельно дані космічного телескопа Hubble також не виявили ознак зіркового населення в межах об'єкта. Сукупність цих спостережень формує найпереконливіший на даний момент аргумент на користь того, що Cloud 9 дійсно не містить зірок.
Чому зірки так і не запалилися: роль фонового ультрафіолетового випромінювання
Космологи пояснюють феномен Cloud 9 впливом фонового ультрафіолетового випромінювання, що пронизує Всесвіт після епохи реіонізації. За їхньою моделлю, у малих гало темної матерії газ не здатний ефективно охолоджуватися та колапсувати для формування перших зірок, оскільки зовнішнє УФ-випромінювання утримує його в іонізованому або напівіонізованому стані. Чисельні симуляції показують, що гало темної матерії з масою нижче п'яти мільярдів сонячних мас повинні залишатися беззірковими на протязі значної частини історії Всесвіту. Cloud 9 з масою темного гало близько п'яти мільйонів сонячних мас потрапляє в цей діапазон, що узгоджується з теоретичними прогнозами.
Протирічливі дані
У джерелах, що висвітлюють відкриття, простежується різниця в формулюваннях статусу об'єкта. У матеріалах, що посилаються на препринт arXiv, Cloud 9 подається як «перша підтверджена беззіркова галактика в історії». Проте в тому ж дослідженні прямо зазначено, що остаточний статус об'єкта мають встановити подальші спостереження за допомогою космічного телескопа James Webb (JWST). Таким чином, на момент публікації йдеться не про безумовне підтвердження, а про найсильніший на сьогодні доказ. Крім того, низка видань (зокрема, ixbt.com) акцентує увагу на тому, що Cloud 9 є «першою галактикою з темної матерії», підкреслюючи домінування темного компонента, тоді як інші джерела (pravda.ru) вказують на можливість «прихованої помилки» в інтерпретації даних, що може свідчити про альтернативні пояснення відсутності сяйва — наприклад, про недостатню чутливість спостережень у певних діапазонах або про вплив сусідньої галактики M94. Різниця в акцентах не скасовує факту публікації на arXiv і використання даних HiPERCAM та Hubble, але підкреслює, що дискусія в науковій спільноті ще не завершена.
Ще далі: роль телескопа James Webb
Ключовим етапом верифікації стануть спостереження за допомогою інфрачервоного космічного телескопа James Webb. JWST має значно більшу чутливість в інфрачервоному діапазоні, що дозволить або виявити слабкі зіркові джерела, приховані за пиловими хмарами, або остаточно підтвердити відсутність зіркового населення в Cloud 9. Якщо JWST не виявить жодного зіркового об'єкта в межах гало, статус Cloud 9 як першої підтвердженої беззіркової галактики буде закріплений в астрономічній літературі. Результати таких спостережень, за очікуваннями авторів, можуть бути представлені найближчими місяцями. До цього моменту об'єкт залишається найпереконливішим кандидатом на звання «галактики-привид», а його вивчення відкриває нове вікно в розуміння того, за яких умов темна матерія та газ існують у Всесвіті, не породжуючи жодного світила.
