Astronomowie odkryli bezprecedensowy obiekt niebieski nazwany Obłokiem 9, masywny, ciemny, bogaty w gaz obłok, który nigdy nie stał się galaktyką. Odkrycie to, opublikowane w The Astrophysical Journal Letters i zaprezentowane na spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego, dostarcza mocnych dowodów na poparcie wiodącego kosmologicznego modelu Wszechświata.
Pierwotna relikt
Obłok 9, położony 14 milionów lat świetlnych od galaktyki spiralnej Messier 94, jest rzadkim przykładem halo ciemnej materii, któremu brakowało masy krytycznej, aby zapaść się w pełnoprawną galaktykę. W przeciwieństwie do większości halo ciemnej materii, które pozostają niewidoczne, Cloud 9 zatrzymuje wystarczającą ilość gazu, aby można ją było wykryć za pomocą obserwacji radiowych, co potwierdza kluczowe przewidywania modelu Lambda-CDM (zimnej ciemnej materii).
„Te «ciemne aureole» powinny być powszechne, ale większość z nich nie zatrzymuje wodoru, przez co pozostają niewidoczne” – wyjaśnia Deep Anand, główny autor badania.
Odkrycie to sugeruje, że Wszechświat może być wypełniony podobnymi halo ciemnej materii o małej masie, pozbawionymi gwiazd, jak przewidywały modele teoretyczne.
Od sygnału radiowego do potwierdzonej anomalii
Obłok 9 został po raz pierwszy odkryty trzy lata temu przez Sferyczny Teleskop Pięćsetmetrowy (FAST) w Chinach. Początkowe obserwacje utrudniały określenie jej natury: mogła to być słaba galaktyka karłowata. Jednak późniejsze obserwacje zaawansowaną kamerą Kosmicznego Teleskopu Hubble’a (ACS) ujawniły coś znacznie dziwniejszego: Obłok H I Ograniczony Rejonizacją (RELHIC), wcześniej teoretyczny typ obiektu.
Obecność obojętnego wodoru potwierdziła, że Obłok 9 nie jest typową galaktyką, ale stanowi wyjątkowe „okno na ciemny Wszechświat”.
Delikatna równowaga masy i grawitacji
Analiza pokazuje, że Chmura 9 zawiera gaz o masie około miliona mas Słońca, co nie wystarczy do utrzymania jej w całości bez dodatkowego wsparcia grawitacyjnego. Obliczenia pokazują, że składnik ciemnej materii waży około pięciu miliardów mas Słońca, co plasuje ją tuż poniżej progu masy krytycznej dla powstawania galaktyk.
Oznacza to, że składnik ciemnej materii Obłoku 9 jest wystarczająco masywny, aby utrzymać obłok w całości, ale nie na tyle ciężki, aby spowodować jego zapadnięcie się w galaktykę. Chmura znajduje się również w równowadze termicznej z tłem kosmicznego ultrafioletu (UV), co zapobiega tworzeniu się gwiazd.
Implikacje dla kosmologii
Cloud 9 dostarcza fizycznych dowodów na to, że istniejące modele ciemnej materii i teorie powstawania galaktyk idą właściwą drogą. Pomimo swojego niestabilnego stanu obłok może nadal zgromadzić wystarczającą masę, aby stać się galaktyką, chociaż taki scenariusz pozostaje spekulacyjny.
Wykrycie Obłoku 9 jest niezwykle rzadkie, ponieważ takie obiekty są łatwo przyćmione przez jaśniejsze źródła niebieskie i zwykle są niszczone przez siły międzygalaktyczne. Aby przetrwać w obecnym stanie, Chmura 9 musiałaby formować się powoli i pozostać stosunkowo odizolowana.
Istnienie tej „nieudanej galaktyki” uwydatnia złożone interakcje pomiędzy ciemną materią, dynamiką gazu i promieniowaniem kosmicznym na początku ewolucji Wszechświata. Przyszłe badania będą skupiać się na znajdowaniu podobnych obiektów, chociaż warunki niezbędne do ich przetrwania są niezwykle specyficzne.
