Астрономи виявили безпрецедентний небесний об’єкт під назвою Хмара 9, масивну, темну, насичену газом хмару, яка так і не стала галактикою. Це відкриття, опубліковане в The Astrophysical Journal Letters і представлене на зустрічі Американського астрономічного товариства, надає вагомі докази на підтримку провідної космологічної моделі Всесвіту.
Первісна реліквія
Хмара 9, розташована на відстані 14 мільйонів світлових років від спіральної галактики Мессьє 94, є рідкісним прикладом гало темної матерії, якому не вистачило критичної маси для колапсу в повноцінну галактику. На відміну від більшості гало темної матерії, які залишаються невидимими, Хмара 9 зберігає достатньо газу, щоб його можна було виявити за допомогою радіоспостережень, підтверджуючи ключове передбачення моделі лямбда-CDM (холодної темної матерії).
«Ці «темні ореоли» мають бути звичайними, але більшість з них не утримують водню, тому залишаються невидимими», — пояснює Діп Ананд, провідний автор дослідження.
Це відкриття свідчить про те, що Всесвіт може бути наповнений схожими гало темної матерії малої маси, позбавленими зірок, як передбачали теоретичні моделі.
Від радіосигналу до підтвердженої аномалії
Хмара 9 була вперше виявлена три роки тому п’ятсотметровим сферичним телескопом (FAST) у Китаї. Початкові спостереження ускладнили визначення її природи: це могла бути тьмяна карликова галактика. Однак подальші спостереження за допомогою вдосконаленої камери космічного телескопа Хаббла (ACS) виявили щось набагато дивніше: H I хмара з обмеженою реіонізацією (RELHIC), раніше теоретичний тип об’єкта.
Наявність нейтрального водню підтвердила, що Cloud 9 не є типовою галактикою, а являє собою унікальне «вікно в темний Всесвіт».
М’який баланс маси та гравітації
Аналіз показує, що Хмара 9 містить приблизно один мільйон сонячних мас газу, якого недостатньо для утримання без додаткової гравітаційної підтримки. Розрахунки показують, що компонент темної матерії важить приблизно п’ять мільярдів сонячних мас, що ставить його трохи нижче критичного порогу маси для утворення галактик.
Це означає, що компонент темної матерії Хмари 9 досить масивний, щоб утримати хмару разом, але недостатньо важкий, щоб спричинити його колапс у галактику. Хмара також перебуває в тепловій рівновазі з фоном космічного ультрафіолету (УФ), запобігаючи утворенню зірок.
Наслідки для космології
Cloud 9 надає фізичні докази того, що існуючі моделі темної матерії та теорії формування галактик на правильному шляху. Незважаючи на свій нестабільний стан, хмара все ще може накопичити достатню масу, щоб стати галактикою, хоча такий сценарій залишається спекулятивним.
Виявлення Хмари 9 надзвичайно рідкісне, оскільки такі об’єкти легко затьмарюються яскравішими небесними джерелами та зазвичай руйнуються міжгалактичними силами. Щоб вижити в нинішньому стані, Хмара 9 мала б формуватися повільно та залишатися відносно ізольованою.
Існування цієї «невдалої галактики» підкреслює складну взаємодію між темною матерією, газовою динамікою та космічним випромінюванням на ранніх етапах еволюції Всесвіту. Майбутні дослідження будуть зосереджені на пошуку подібних об’єктів, хоча умови, необхідні для їхнього виживання, надзвичайно специфічні.
