Коли астрономи говорять про “темний всесвіт”, вони зазвичай мають на увазі речі, які не можна побачити безпосередньо – темну матерію, яка складає більшість маси всесвіту, та найраніші етапи формування галактик. Тепер астрономи, які використовують телескоп Хаббла, підтвердили існування рідкісного об’єкта, що поєднує обидві ці ідеї: беззіркову, багатогазову структуру, доміновану темною матерією, відому як Cloud-9.
Cloud-9 розташований на відстані 14 мільйонів світлових років від Землі. На відміну від типових галактик, ця не світиться. Вона містить компактний резервуар нейтрального водню, але не показує ознак формування зірок, що робить її першим підтвердженим прикладом об’єкта, який давно передбачали космологічні моделі, але ніколи не спостерігали остаточно. За словами NASA, Cloud-9, здається, є реліктом раннього всесвіту: структурою, яка накопичила газ і темну матерію, але ніколи не запалила зірки.
Відкриття почалося з радіоастрономії, а не оптичного зображення. Нейтральний водень природно випромінює радіацію на довжині хвилі 21 сантиметр, що дозволяє радіотелескопам виявляти газові хмари, які інакше невидимі. Cloud-9 вперше був ідентифікований за допомогою китайського телескопа з п’ятисотметровою апертурою, а пізніше підтверджений спостереженнями з таких об’єктів, як телескоп Грін-Бенк у Західній Вірджинії та Великий масив у Нью-Мексико. Ці спостереження виявили щільну концентрацію водневого газу з рухом, що свідчить про те, що він гравітаційно зв’язаний.
Однак лише радіодані не могли відповісти на критичне питання: чи ховає Cloud-9 надзвичайно тьмяну карликову галактику? Використовуючи Хаббл, астрономи змогли краще розглянути.
Завдяки глибоким спостереженням з інструменту Advanced Camera for Surveys, Хаббл зняв область навколо Cloud-9 на оптичних довжинах хвиль з високою роздільною здатністю та чутливістю. Замість того, щоб виявити навіть розрідлену популяцію зірок, Хаббл не знайшов жодної, пов’язаної з хмарою. NASA повідомило, що ця відсутність зоряного світла дозволила астрономам класифікувати Cloud-9 як справжню беззіркову структуру.
Цей результат підвищує значення Cloud-9 з об’єкта спостереження до науково цінного об’єкта. Він підходить під теоретичну категорію, відому як Reionization-Limited H I Cloud (RELHIC) – темномасивні гало, які зберегли газ після ери реіонізації всесвіту, але ніколи не стали достатньо щільними, щоб утворити зірки. Ці об’єкти вважаються поширеними в симуляціях, але надзвичайно важкими для спостереження.
Оцінена маса газу Cloud-9 приблизно в один мільйон разів перевищує масу Сонця, тоді як його темномасивне гало може бути тисячі разів масивнішим. Без зірок, які ускладнюють середовище, об’єкт пропонує унікальну чисту лабораторію для вивчення того, як темна матерія поводиться і як ранні космічні структури або успішно, або невдало стають галактиками.
Це відкриття відбувається в часи швидких відкриттів в астрономії. Телескоп Джеймса Вебба виявляє несподівано зрілі галактики в ранньому всесвіті, змінюючи часові рамки для формування зірок. Cloud-9 доповнює ці знахідки, виявляючи протилежний результат: що відбувається, коли всесвіт накопичує масу, але ніколи не виробляє світло.
Навіть в епоху телескопа Джеймса Вебба, Хаббл залишається важливим для дослідження тьмяних, близьких структур, які випромінюють мало або зовсім не світла, де критично важливе високоякісне оптичне зображення. Відкриття, такі як Cloud-9, показують, що Хаббл продовжує перевіряти основні теорії формування галактик і темної матерії десятиліття після запуску.
