Астрономи наблизилися як ніколи до підтвердження, що об’єкт під назвою «Хмара 9» може бути першою відомою людству «беззоряною» або «невдалою» галактикою. Про це йдеться в матеріалі Space Astronomy.
Під беззоряною галактикою мають на увазі систему, яка майже не містить зір, хоча має багато газу й пилу — звичайної сировини для їхнього утворення. У такій галактиці домінує темна матерія, загадкова субстанція, що практично не взаємодіє зі світлом і тому залишається невидимою.
Хмара газу без світла зір
«Хмара 9» розташована приблизно за 14 мільйонів світлових років від нас, поруч зі спіральною галактикою Мессьє 94 (M94). Нині це найпереконливіший кандидат на беззоряну галактику, відомий астрономам.
Об’єкт містить величезну хмару водню з масою близько 1 мільйона сонячних мас, а також темну матерію з масою приблизно 5 мільйонів сонячних мас. Однак космічний телескоп «Габбл» у січні цього року показав, що «Хмара 9» практично не випромінює зоряного світла.
Керівник команди, Ігнасіо Трухільйо (Ignacio Trujillo) з Інституту астрофізики Канарських островів, наголосив, що на зображенні в області, де має бути структура з мільйонною масою газу, не видно нічого. За його словами, більшість об’єктів у Всесвіті залишають хоча б якийсь слід світла, але «Хмара 9» — ні, і ця «тиша» сама по собі є дуже переконливим результатом.
Як шукають «невдалі» галактики
Трухільйо пояснює, що попри достатню кількість матеріалу для формування невеликої галактики, «Хмара 9» не демонструє жодної значної зоряної популяції. Поєднання великого запасу газу, відсутності зір і відносно звичайного оточення робить її одним із найкращих кандидатів на так звану «темну» або беззоряну галактику.
Такі об’єкти давно передбачені теорією, але спостережні підтвердження залишаються рідкісними. Основна складність очевидна: якщо немає зір, немає й видимого світла. Тож знайти подібні системи можна лише за випромінюванням їхнього газу — зазвичай нейтрального водню, який спостерігають у радіодіапазоні, — у поєднанні з надзвичайно глибокими оптичними знімками, щоб виключити навіть дуже слабку зоряну складову.
Команда Трухільйо досліджувала «Хмару 9» за допомогою камери HiPERCAM на Гран-телескопі Канаріас, найбільшому в світі оптичному телескопі. Це дозволило отримати найглибші на сьогодні зображення цієї ділянки неба — приблизно в десять разів глибші, ніж усі попередні оптичні спостереження цього об’єкта.
За словами вченого, глибина, досягнута всього за 2,36 години експозиції, виявилася вражаючою. Результат був однозначним: у зоні, що відповідає розташуванню «Хмари 9», не виявлено жодного зоряного випромінювання.
Якщо припустити, що там могла б бути стара, бідна на метали зоряна популяція (яку найважче виявити), дослідники встановили верхню межу загальної маси зір на рівні лише 16 000 сонячних мас. У межах чутливості нинішніх спостережень «Хмара 9» виглядає по-справжньому беззоряною.
Чому деякі галактики «не запускають» зірки
Попри те, що завдяки «Хмарі 9» беззоряні галактики виходять за межі суто теоретичних об’єктів, механізм їхнього формування досі залишається не до кінця зрозумілим. Водночас у науковців є провідна гіпотеза, як може виникнути галактика без народження зір.
За словами Трухільйо, головне пояснення пов’язане з ультрафіолетовим фоном, який пронизує Всесвіт. Після епохи реіонізації це випромінювання нагріває газ у маломасивних гало темної матерії до таких температур, що газ уже не може ефективно охолоджуватися й стискатися для утворення зір.
Моделювання цього періоду космічної історії показує, що гало темної матерії з масою нижче приблизно 5 мільярдів сонячних мас мають залишатися практично беззоряними. Маса гало «Хмари 9» узгоджується з цим діапазоном. У такій картині беззоряні галактики — не екзотичні винятки, а природний і навіть численний клас об’єктів, передбачений стандартними космологічними моделями. Справжня проблема полягала в тому, щоб їх знайти.
Що ще потрібно, аби оголосити першу беззоряну галактику
Попри вражаючі результати, статус «Хмари 9» як беззоряної галактики ще не можна вважати остаточно підтвердженим. Потрібні подальші спостереження, перш ніж учені зможуть упевнено заявити, що це перша відома нам галактика без зір.
Трухільйо зазначає, що з «зоряного боку» особливо корисними були б ще глибші космічні знімки, які дозволили б розрізнити окремі зорі. Це допомагає уникнути багатьох проблем, пов’язаних із вимірюванням розсіяного світла. «Габбл» уже надав дуже сильні докази, а майбутні інструменти, зокрема космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST), можуть просунути пошук далі — за умови ретельного вибору фільтрів і типів зір, на які варто орієнтуватися.
Робота команди опублікована на науковому репозитарії arXiv і тепер очікує на подальшу перевірку та розвиток у наступних дослідженнях.
#Хмара #може #виявитися #першою #відомою #беззоряною #галактикою
Source link
