Новый взгляд на Cloud-9 усилил подозрения что перед нами почти полностью тёмная галактика
Астрономы провели одно из самых глубоких оптических наблюдений объекта Cloud-9 и не обнаружили в нём признаков звёзд. Результат усиливает предположение, что Cloud-9 может быть редким примером «тёмной», или беззвёздной, галактики — системы, состоящей преимущественно из газа и тёмной материи, в которой звездообразование так и не началось.
Cloud-9 представляет собой облако нейтрального водорода, расположенное неподалёку от спиральной галактики M94 примерно в 4,66 мегапарсека, или около 15 миллионов световых лет от Земли. По оценкам, оно содержит около одного миллиона масс Солнца в виде водородного газа, однако предыдущие наблюдения не выявили убедительной звёздной составляющей.
Согласно стандартной космологической модели ΛCDM, во Вселенной должно существовать большое количество небольших маломассивных гало тёмной материи, содержащих газ, но практически не образующих звёзд. В таких системах собственной гравитации может быть недостаточно, чтобы преодолеть нагрев газа ультрафиолетовым фоновым излучением и обеспечить его охлаждение и последующее сжатие до плотностей, необходимых для звездообразования.
Поэтому обнаружение действительно беззвёздной галактики стало бы важным подтверждением одного из предсказаний стандартной космологии. Однако доказать отсутствие звёзд чрезвычайно сложно: очень тусклая звёздная популяция может оставаться незаметной даже в глубоких обзорах.
Кроме того, существуют альтернативные объяснения природы подобных облаков нейтрального водорода. Они могут представлять собой вещество, вытянутое из галактик приливными взаимодействиями, высокоскоростные газовые облака или сравнительно недолговечные структуры. Некоторые из таких объектов способны содержать чрезвычайно слабые звёздные компоненты, поэтому Cloud-9 требовал значительно более глубоких наблюдений.
Группа под руководством Игнасио Трухильо из Института астрофизики Канарских островов использовала высокоскоростную камеру HiPERCAM на Большом Канарском телескопе Gran Telescopio Canarias. Наблюдения проводились в течение двух ночей в июне 2026 года одновременно в пяти спектральных фильтрах.
Чтобы повысить чувствительность к чрезвычайно слабому рассеянному свету, исследователи систематически немного смещали положение камеры между отдельными экспозициями. При обработке данных центральную область Cloud-9 специально маскировали перед вычитанием фонового сигнала, чтобы случайно не удалить возможное очень слабое свечение самого объекта.
Наблюдения достигли предельной поверхностной яркости 31,4 звёздной величины на квадратную угловую секунду в фильтре g. Такая чувствительность позволяет искать чрезвычайно тусклые звёздные популяции, которые были недоступны предыдущим обзорным наблюдениям.
Однако даже на полученных сверхглубоких изображениях исследователи не зарегистрировали звёздного света в центральной области Cloud-9. На основании этого результата они установили верхний предел звёздной массы объекта — около 16 тысяч масс Солнца в области диаметром приблизительно 4200 световых лет.
Для сравнения, масса нейтрального водорода в Cloud-9 оценивается примерно в один миллион солнечных масс. Следовательно, газа в объекте как минимум примерно в 60 раз больше, чем звёзд, даже если слабая звёздная популяция всё же существует на уровне, находящемся ниже предела обнаружения.
Такое соотношение необычно для объекта, который по другим характеристикам может напоминать галактику. Авторы работы считают, что новые наблюдения независимо усиливают аргументы в пользу того, что Cloud-9 является одним из лучших известных кандидатов на роль беззвёздной галактики.
Новый предел находится между результатами двух предыдущих исследований. Более ранняя обзорная работа была основана на данных, обработка которых не предназначалась специально для сохранения чрезвычайно слабого протяжённого излучения. Другая оценка, полученная с помощью космического телескопа «Хаббл» по подсчёту отдельных звёзд, существенно зависела от выбранной для сравнения галактики, которая могла оказаться слишком компактной.
Новые наблюдения важны тем, что были получены независимым методом и специально оптимизированы для поиска слабого рассеянного света. Они не доказывают окончательно, что в Cloud-9 вообще нет звёзд, но значительно сокращают пространство для возможной скрытой звёздной составляющей.
Если дальнейшие исследования подтвердят, что Cloud-9 действительно представляет собой газовое облако внутри гало тёмной материи, которое никогда не сформировало заметного количества звёзд, объект станет редкой возможностью непосредственно изучать ранний этап формирования галактик. Такие системы могут показать, почему некоторые маломассивные гало превращаются в карликовые галактики, а другие остаются практически тёмными.
Следующим шагом станут ещё более чувствительные наблюдения и дополнительные измерения динамики и распределения нейтрального водорода. Они должны помочь определить массу предполагаемого гало тёмной материи Cloud-9 и окончательно проверить альтернативные объяснения его происхождения.
Исследование на сервере препринтов arXiv.