Телескоп «Хаббл» підтвердив існування RELHIC — реліктової хмари, де панує темна матерія

Астрономи зробили значне відкриття, підтвердивши існування унікального космічного об'єкта. Це надзвичайно багате на водень газове хмарне утворення, яке повністю позбавлене зірок і перебуває під потужним гравітаційним впливом темної матерії. Об'єкт, який отримав неофіційну назву «Cloud-9», став першим підтвердженим прикладом так званої Реіонізовано-Обмеженої H I Хмари (RELHIC) у Всесвіті. Деталі цього відкриття були опубліковані у виданні The Astrophysical Journal Letters. Науковці змогли зробити це завдяки ретельному аналізу даних, зібраних космічним телескопом «Хаббл», спільним проєктом NASA та ESA.

«Cloud-9» розташована досить близько до спіральної галактики Мессьє 94 (M94), на відстані приблизно 14,3 мільйона світлових років від нашої планети. Перші ознаки цього дивовижного явища були зафіксовані ще у 2023 році під час радіоогляду, проведеного китайським телескопом FAST із п'ятисотметровою апертурою. Подальші спостереження, виконані за допомогою телескопа Грін-Бенк та інтерферометричної системи VLA (Very Large Array) у Сполучених Штатах, остаточно підтвердили його характерну радіосигнатуру. Вирішальним кроком стало використання інструменту Advanced Camera for Surveys (ACS) телескопа «Хаббл», який остаточно довів повну відсутність зірок у цьому хмарному тілі, закріпивши за ним статус релікту, якому не вдалося розпочати процес зореутворення.

Щодо кількісних параметрів, ядро нейтрального водню цього об'єкта має діаметр близько 4900 світлових років. Маса самого водневого газу оцінюється приблизно в один мільйон сонячних мас. Проте, коли дослідники розрахували загальну масу, враховуючи баланс між газовим тиском та гравітацією, яка створюється темною матерією, виявилося, що сумарна маса «Cloud-9» сягає неймовірних 5 мільярдів сонячних мас. Це чітко вказує на тотальне домінування темної матерії. Серед провідних дослідників, які працювали над цим проєктом, фігурують імена Гагандипа Ананда та Рейчел Біттон зі STScI, а також Алехандро Бенітеса-Льямбая з Міланського університету Бікокка.

Головне наукове питання, яке постало перед фахівцями, полягає у з'ясуванні причин, чому цей об'єкт, маючи достатньо газу для запуску зореутворення згідно з теорією, залишився «мертвим». Вчені дійшли висновку, що «Cloud-9» є надзвичайно рідкісним «вікном у темну Всесвіту» та наочним прикладом «історії невдалої галактики». Як підкреслив Алехандро Бенітес-Льямбай, відсутність зірок підтверджує гіпотезу, демонструючи «первісний будівельний блок галактики, який не відбувся». Це відкриття надає емпіричне підтвердження для космологічної моделі ΛCDM (Лямбда-CDM), яка передбачає існування подібних беззоряних гало темної матерії у підгалактичних масштабах.

Значення цієї новини для сучасної астрофізики важко переоцінити. Вона дає вченим унікальну можливість безпосередньо дослідити структуру, де домінує темна матерія, оминаючи спотворюючий вплив зоряного зворотного зв'язку. «Cloud-9» вигідно відрізняється від інших відомих водневих хмар своєю компактністю та сферичною формою, що свідчить про його динамічну стабільність, а не про те, що він є просто залишками чогось більшого. Ендрю Фокс із AURA/STScI зазначив, що можливість вивчення структури, де панує темна матерія, через її нейтрально-водневий компонент відкриває зовсім нову методологію для фізики темної матерії.