Астрономы случайно открыли самую большую «почти темную галактику»

В 20-е годы ХХ века американский космолог Эдвин Хаббл произвел своего рода революцию в науке. Он доказал, что во Вселенной, помимо Млечного Пути, существуют и другие галактики. Ученый предложил классифицировать их на основе внешнего вида (последовательность Хаббла). Ведь многообразие наблюдаемых форм этих структур требовало упорядочения.

Первая классификация галактик оказалась настолько удачной, что со временем ее взяли на вооружение многие астрономы. Правда, с некоторыми дополнениями. В итоге ученые стали разделять все галактики на три типа: эллиптические, спиральные (дисковые галактики), неправильные (иррегулярные).

С развитием технологий и эрой новых телескопов стало известно, что во Вселенной таких объектов от сотен миллиардов до триллионов. Все они излучают в разных диапазонах спектра электромагнитного излучения, а многие можно наблюдать даже в видимом диапазоне. Иными словами, через излучение галактики не только дают знать о своем существовании, но и рассказывают о процессах, которые протекают внутри них. 

В 1984 году астрономический мир потрясло еще одно открытие. Американские астрономы Аллан Сэндидж и Бруно Бингели открыли в скоплении Девы галактику, которая достаточно сильно отличалась от других известных галактик. Новый объект обладал крайне низкой светимостью. Оказалось, такая светимость связана с недостаточным количеством газа, из которого формируются звезды. То есть эту галактику населяют исключительно старые тусклые светила, а областей звездообразования, вероятно, там нет. 

Впоследствии эти галактики стали открывать чаще, их отнесли к новому типу — ультрадиффузные. Дальнейшие наблюдения за ними показали, что количество видимых звезд в этих структурах составляет менее одного процента от числа звезд в Млечном Пути. Кроме того, эти объекты могут обладать такими же массой и размером, как у нашей Галактики.   

После того как Сэндидж и Бингели сделали свое открытие, многие астрономы выдвинули гипотезу, что во Вселенной могут существовать другие, еще более тусклые объекты — так называемые темные галактики. По мнению исследователей, в отличие от ультрадиффузных, гипотетические темные лишены звезд (или они есть, но их гораздо меньше, чем в ультрадиффузных галактиках), они практически полностью должны состоять из темной материи и не испускать видимое излучение. Однако такие объекты, скорее всего, содержат значительное количество газа, по которому их можно определить.  

На 2023 год астрономам так и не удалось обнаружить ни одной темной галактики. Конечно, есть кандидаты на эту роль, но пока невозможно окончательно доказать, что они действительно такие. Проблему усугубляет и то, что темные галактики можно спутать с темными туманностями — межзвездными плотными облаками, поглощающими видимый свет и способными оказывать гравитационное влияние на другие небесные тела.

Более того, в космосе встречаются редкие галактики, которые можно охарактеризовать как находящиеся между ультрадиффузными и темными. С одной стороны, они не полностью темные, но при этом слабо излучают в видимом диапазоне. С другой, они не лишены звезд и содержат достаточно большое количество темной материи. Такие объекты называют «почти темными галактиками», и, похоже, группа астрономов под руководством Миреи Монтес из Университета Ла-Лагуна (Испания) открыла самую крупную из них на сегодня. Сделали они это во время анализа пакета данных проекта глубоких оптических наблюдений IAC Stripe 82 Legacy Project.

В статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv, ученые рассказали об объекте Нубе (Nube), который находится на расстоянии 350 миллионов световых лет от Земли, а его возраст оценивают в 10 миллиардов лет.

Радиус Нубе составляет 22,5 тысячи световых лет, галактику окружает гало из темной материи в 26 миллиардов солнечных масс, а масса ее обычной материи, судя по всему, равна примерно 390 миллионам масс Солнца. Если не знать, с чем сравнивать, то может показаться, что Нубе настоящий гигант, но на самом деле это не так: почти такая же масса у нашего соседа — Малого Магелланова Облака. Что касается Млечного Пути, то Галактика массивнее Нубе в 3,8 тысячи раз.

На основе этих результатов авторы статьи пришли к выводу, что Нубе — самая большая и протяженная галактика в своем классе, обнаруженная на данный момент. Она оказалась в 10 раз тусклее типичных ультрадиффузных галактик, а ее радиус в три раза больше радиуса ультрадиффузных галактик с аналогичными звездными массами. Пока не известно, какие именно факторы обеспечивают ей этот «переходный» статус, при котором ее нельзя назвать ни ультрадиффузной, ни полностью темной.

Принимая во внимание необычные свойства Нубе, исследователи хотят с помощью будущих астрономических наблюдений определить происхождение и природу этой галактики. В частности, Миреи Монтес и ее коллеги попытаются ответить на вопрос, являются ли эти свойства результатом изначального формирования галактики, или они обусловлены более поздними эволюционными процессами, вызванными средой, в которой Нубе находится.