Один из самых массивных объектов во Вселенной — скопление галактик в созвездии Персея (Abell 426) — удаляется от нашей планеты со скоростью примерно 5366 километров в секунду. Будучи одним из ярчайших скоплений, наблюдаемых в рентгеновском диапазоне, скопление Персея содержит тысячи галактик, погруженных в огромное облако очень разреженного газа с температурой от 50 до 100 миллионов градусов Цельсия.
Именно там международная группа астрономов обнаружила нового кандидата в темные галактики — гипотетические структуры, в которых почти нет звезд, но доминирует темная материя, а газ может присутствовать в небольшом количестве. Поскольку в таких галактиках практически нет светил, наблюдать их в оптическом диапазоне невероятно трудно. Ранее одного из кандидатов нашли у границ Млечного Пути с помощью радиотелескопа FAST (по сигналу нейтрального водорода).
Однако в случае Candidate Dark Galaxy-2 (CDG-2) все иначе: открыть галактику удалось с помощью принципиально нового метода. Вместо того чтобы искать слабое свечение звезд, исследователи под руководством Дайи Ли (Dayi Li) из Университета Торонто (Канада) изучили распределение шаровых скоплений в скоплении Персея на изображении, полученном с помощью орбитального телескопа «Хаббл» в рамках программы GO-16611.
Идея проста: если в конкретной области нет видимой в оптическом диапазоне галактики, но рядом расположилась группа шаровых скоплений, последние, вероятно, «держатся» за нечто массивное — например, за темную галактику. Подтвердить структуру объекта удалось с помощью дополнительных наблюдений, выполненных космическим телескопом «Евклид».
Затем, применив алгоритм для поиска локальных шаровых скоплений, не ассоциированных с известными галактиками, астрономы обнаружили слабое, но устойчивое рассеянное излучение, указывающее на наличие крайне тусклой галактики. По итогу исследователи заключили, что CDG-2 на 99,99% состоит из темной материи. Поскольку почти треть видимого света в галактике приходится всего на четыре шаровых скопления, ее можно считать одним из самых темных известных объектов во Вселенной.
Исследование, опубликованное в журнале The Astrophysical Journal Letters, подтверждает ранее выдвинутые предположения о существовании на просторах Вселенной практически полностью темных галактик. Звездообразование в них, судя по всему, происходило в виде образования шаровых скоплений, без значительной популяции рассеянных светил. В будущем с помощью CDG-2 астрономы смогут проверить модели образования звезд и галактик, а также больше узнать о природе темной материи.
Авторы научной работы отметили, что их результаты могут стать отправной точкой в изучении скрытых структур Вселенной и демонстрируют потенциал нового метода для поиска других «невидимых» галактик.