Телескоп «Хаббл» подтвердил существование RELHIC — реликтового облака, доминируемого темной материей

Астрономы подтвердили существование беспрецедентного космического объекта, представляющего собой богатое водородом газовое облако, полностью лишенное звезд и находящееся под доминирующим влиянием темной материи. Этот объект, получивший неофициальное название «Cloud-9», является первым подтвержденным примером так называемого Реионизационно-Ограниченного Облака H I (RELHIC) во Вселенной. Открытие, подробно описанное в журнале The Astrophysical Journal Letters, стало возможным благодаря анализу данных, полученных с помощью космического телескопа «Хаббл» (NASA/ESA).

Cloud-9 расположено в непосредственной близости от спиральной галактики Мессье 94 (M94), на расстоянии около 14,3 миллиона световых лет от Земли. Первоначальное обнаружение этого феномена произошло в 2023 году в ходе радиообзора, проведенного китайским телескопом с пятисотметровой апертурой (FAST). Последующие наблюдения, проведенные с помощью телескопа Грин-Бэнк и массива VLA (Very Large Array) в Соединенных Штатах, подтвердили его радиосигнатуру. Финальное подтверждение отсутствия звезд в облаке было получено благодаря инструменту Advanced Camera for Surveys (ACS) телескопа «Хаббл», что окончательно закрепило за ним статус реликта, который не смог запустить процесс звездообразования.

Ключевые количественные характеристики объекта включают диаметр ядра из нейтрального водорода, составляющий приблизительно 4900 световых лет, и массу водородного газа, оцениваемую примерно в один миллион масс Солнца. Однако, согласно расчетам, основанным на балансе давления газа и гравитации темной материи, общая масса Cloud-9 достигает колоссальных 5 миллиардов солнечных масс, что указывает на подавляющее доминирование темной материи. В исследовательской группе, занимавшейся изучением, фигурируют такие имена, как Гагандип Ананд (STScI), Рэйчел Биттон (STScI) и Алехандро Бенитес-Льямбай (Миланский университет Бикокка).

Центральный научный вопрос заключается в том, почему этот объект, обладая теоретически достаточным количеством газа для инициации звездообразования, остался беззвездным. Исследователи пришли к выводу, что Cloud-9 представляет собой редчайшее «окно в темную Вселенную» и является наглядным примером «истории неудачной галактики». Отсутствие звезд, как отметил Алехандро Бенитес-Льямбай, подтверждает теорию, демонстрируя «первозданный строительный блок галактики, который не сформировался». Это открытие предоставляет эмпирическое подтверждение для космологической модели ΛCDM (Лямбда-CDM), которая предсказывает существование таких беззвездных гало темной материи на подгалактических масштабах.

Актуальность данной новости для астрофизики заключается в предоставлении ученым уникальной возможности для прямого изучения структуры, полностью доминируемой темной материей, без искажающего влияния звездной обратной связи. Cloud-9 отличается от других известных водородных облаков своей компактностью и сферичностью, что указывает на его динамическую стабильность, а не на то, что он является обломком. Возможность исследовать структуру, где доминирует темная материя, через ее нейтрально-водородный компонент открывает новую методологию для физики темной материи, как отметил Эндрю Фокс из AURA/STScI.