Введение

Научное сообщество стоит на пороге значительного открытия, которое может изменить наше понимание галактик и их формирования. Исследователи близки к подтверждению существования галактики, известной как «Облако 9», первой в своем роде беззвездной или «неудавшейся» галактики, обнаруженной человечеством.

Что такое беззвездная галактика?

Беззвездная галактика — это структура, практически лишенная звезд, но обладающая значительными запасами газа и пыли, которые обычно служат строительными блоками для звёзд. Основным компонентом такой галактики является темная материя — загадочная субстанция, остающаяся невидимой, так как не взаимодействует со светом.

Облако 9: кандидат на звание беззвездной галактики

Расположенная на расстоянии 14 миллионов световых лет от нас, недалеко от спиральной галактики Мессье 94 (M94), Облако 9 является наилучшим кандидатом на звание беззвездной галактики, когда-либо обнаруженной человечеством. Эта галактика содержит огромную облако водорода с массой, превышающей миллион солнечных масс, и темную материю с массой около пяти миллионов солнечных масс.

Тем не менее, наблюдения, проведенные телескопом Хаббл в январе этого года, показали, что Облако 9 почти не излучает свет звезд. «Самым поразительным аспектом нашего исследования была абсолютная пустота изображения в районе Облака 9. Когда вы смотрите на изображение, достигающее таких глубин, и не видите ничего, где должна находиться структура с миллионом солнечных масс газа, это действительно замечательно», — отметил руководитель группы Игнасио Трухильо из Института астрофизики Канарских островов, в интервью Space.com.

Поиск «неудавшейся» галактики

Трухильо объяснил, что, несмотря на наличие достаточного сырьевого материала для формирования небольшой галактики, Облако 9, похоже, никогда не создало значительного населения звезд. «Эта комбинация — газ, но без звезд, находящаяся в относительно нормальной среде — делает ее одним из самых убедительных кандидатов на то, что теоретики называют ‘темной’ или беззвездной галактикой», — добавил он. Концепция беззвездных галактик предсказывается теоретически на протяжении десятилетий, но наблюдательные подтверждения остаются редкостью.

Сложности наблюдений

Трудности очевидны: если нет звезд, нет видимого света для обнаружения, и единственный способ найти такие объекты — это наблюдение за их газовым излучением, обычно нейтральным водородом, наблюдаемым на радиоволнах, в сочетании с очень глубокими оптическими изображениями для исключения даже слабого звездного компонента.

Технологии на службе науки

Трухильо и его коллеги начали исследование Облака 9, используя камеру HiPERCAM на Гран Телескопе Канарских островов, который является крупнейшим оптическим телескопом в мире. Это привело к получению самых глубоких изображений, когда-либо сделанных в области Облака 9, примерно в десять раз глубже, чем любые предыдущие оптические изображения этого объекта. «Честно говоря, глубина, которую мы достигли с помощью HiPERCAM всего за 2.36 часа интеграции, была поразительной», — отметил Трухильо. Результаты не оставили места для сомнений относительно природы этой галактики.

Выводы исследования

«Результат был однозначным: мы не обнаружили абсолютно никакого звездного излучения в области, соответствующей местоположению Облака 9», — добавил Трухильо. Принимая во внимание старую, бедную металлом звездную популяцию, которую было бы сложно обнаружить, мы можем установить верхний предел на общую звездную массу всего 16,000 солнечных масс. Облако 9, похоже, действительно беззвездное в пределах наших наблюдений.

Почему некоторые галактики «неудаются»?

Хотя беззвездные галактики находятся на грани выхода из области чисто теоретических концепций благодаря этому исследованию Облака 9, процесс их формирования остаётся загадкой. Тем не менее, ученые имеют довольно четкое представление о том, как галактика может формироваться без рождения звезд.

«Основное теоретическое объяснение включает ультрафиолетовое фоновое излучение, проникающее во вселенную», — отметил Трухильо. «После эпохи реонизации это излучение нагревает газ в маломасштабных темных материй, до температур, при которых газ не может эффективно охлаждаться и коллапсировать для формирования звезд.» Исследования этого периода космоса предсказывают, что темные материи ниже определенного порога массы, около 5 миллиардов солнечных масс, должны оставаться практически беззвездными.

Будущее исследований Облака 9

Как бы впечатляющими ни были эти результаты, вопрос о статусе Облака 9 как беззвездной галактики все еще открыт. Необходимы дальнейшие исследования, прежде чем ученые смогут уверенно заявить, что они открыли первую беззвездную галактику. «На звездной стороне более глубокие космические изображения будут особенно ценными, поскольку разрешение отдельных звезд избегает многих проблем, связанных с измерениями рассеянного света», — заключил Трухильо.

«Хаббл уже предоставил крайне убедительные доказательства, а будущие обсерватории, такие как Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), потенциально могут продвинуть поиск дальше, хотя оптимальные фильтры и звездные трейсеры должны быть тщательно выбраны.» Исследования команды доступны на сайте arXiv.

Заключение

Открытие Облака 9 как беззвездной галактики может стать важным шагом в изучении космоса и понимании процессов, формирующих галактики. Исследования продолжаются, и мы с нетерпением ждем новых результатов, которые могут изменить наши представления о Вселенной.