У границ Млечного Пути нашли кандидата в темные галактики

Согласно стандартной космологической модели ΛCDM, на ранних этапах эволюции Вселенной должно было возникнуть гораздо больше гало темной материи, чем наблюдаемых светящихся галактик. Некоторые из этих гало, однако, могли «пропустить» фазу активного звездообразования из-за недостаточной плотности газа, вспышек сверхновых или воздействия ультрафиолетового излучения, подавляющего охлаждение. Именно по этой причине гипотетические темные галактики невозможно наблюдать в оптическом диапазоне.

В радиодиапазоне, тем не менее, астрономам удалось обнаружить облака нейтрального водорода (HI), не связанные с видимым звездным излучением — потенциальных кандидатов в темные галактики. Однако статус объекта VIRGOHI21 — одного из первых кандидатов в темные галактики, наблюдаемого в скоплении Девы, —  остается спорным, поскольку часть астрономов считает его результатом гравитационного взаимодействия между обычными галактиками. 

Теперь группа астрономов и астрофизиков из Национальной астрономической обсерватории Китайской академии наук сообщила об обнаружении высокоскоростного облака водорода AC-I — гигантскую структуру, движущуюся на скоростях, не соответствующих обычному вращению Млечного Пути. В нем с помощью радиотелескопа FAST ученые рассмотрели компактный «газовый сгусток», получивший обозначение AC G185.0-11.5. 

Дальнейший анализ показал наличие характерных для вращающегося газового диска признаков — важного индикатора для определения скрытой массы галактики, например, темной материи — включая плавный градиент скоростей и классическую S-образную структуру. Поясним: вращение диска позволяет астрономам оценивать распределение массы, даже если сама материя не излучает видимый свет.

Расстояние от Млечного Пути до объекта оценили примерно в 906 тысяч световых лет. Значит, AC G185.0-11.5 расположен за пределами гало нашей Галактики, но входит в состав Местной группы. Масса нейтрального водорода в этой гипотетической темной галактике составила от 30 до 470 миллионов солнечных, а масса самого объекта — около 3.2 миллиардов масс Солнца, что указывает на высокую концентрацию в нем темной материи.

Более того, AC G185.0-11.5, судя по всему, не содержит звезд: наблюдения в оптическом диапазоне (по данным обзора Pan-STARRS) и попытки зафиксировать молекулярный газ (по линиям CO) не дали результатов, а плотность водорода оказалась чуть ниже порога, необходимого для запуска звездообразования. Таким образом, находку сочли убедительным кандидатом в темные галактики. 

Объект, как отметили авторы научной работы, опубликованной в журнале Science Advances, может помочь в решении так называемой проблемы «недостающих спутников» — расхождении между количеством предсказанных карликовых галактик и их реально наблюдаемым числом. Окончательно подтвердить выводы астрономов (или опровергнуть их) можно путем дальнейших наблюдений при помощи других наземных телескопов.