Астрономы обнаружили возможную "тёмную галактику" в облаке вокруг Млечного Пути

Китайские астрономы обнаружили высокоскоростное облако – обширный гало из материи, вращающийся вокруг Млечного Пути, – которое может скрывать тёмную галактику, гипотетический тип галактики, состоящей исключительно из тёмной материи. Его плотность и динамика вращения соответствуют параметрам, наблюдаемым в некоторых карликовых галактиках. Это открытие может стать на сегодняшний день самым убедительным доказательством существования этих неуловимых космических объектов.

Впервые обнаруженные в 1963 году, высокоскоростные облака (High-Velocity Clouds, HVC) – это разреженные газовые структуры, движущиеся вокруг Млечного Пути с необъяснимо высокими скоростями. Состоящие в основном из нейтрального водорода, они могут быть зафиксированы почти по всему небу и часто образуют крупные скопления в районе созвездия Большой Медведицы.

Эти образования десятилетиями будоражат учёных. Их скорость значительно превышает ту, которую можно было бы предсказать, исходя из вращения галактики – отсюда и их название. Несмотря на отсутствие звёзд, что затрудняет их наблюдение, они, по-видимому, играют ключевую роль в динамическом равновесии галактической среды и регулировании скорости звездообразования.

Их происхождение во многом остается загадкой. Было выдвинуто несколько гипотез: они могут быть фрагментами газа, вырванными из галактического диска взрывами сверхновых, остатками ранней фазы формирования галактики или даже внегалактическими объектами, захваченными Млечным Путём. Некоторые из них могут быть реликтами галактик, частично разрушенных при сближении с нашей.

Команда Китайской академии наук теперь предполагает, что одно из таких облаков, обозначенное как комплекс AC-1, может скрывать тёмную галактику из-за своих необычных кинематических свойств.

«Мы обнаружили компактную структуру внутри AC-1, демонстрирующую признаки вращения, характерные для галактики, где доминирует тёмная материя», — объясняет Мин Чжу, соавтор исследования и астроном Академии, в статье, опубликованной в журнале PNAS. «Это может указывать на присутствие тёмной галактики, скрытой внутри этого облака», — добавляет он.

Галактика, полностью состоящая из тёмной материи?

Обнаруженный в 1960-х годах, комплекс AC-1 входит в группу высокоскоростных облаков, расположенных в противоположной от галактического центра области. Изначальной целью исследователей было детально изучить его структуру, чтобы прояснить происхождение. Для этого они использовали данные радиотелескопа Аресибо (Пуэрто-Рико) и китайского сферического радиотелескопа FAST с пятисотметровой апертурой.

Особое внимание они уделили подструктуре облака под названием G185.0–11.5. Этот газовый сгусток демонстрирует вращение и плотность, удивительно согласующиеся с характеристиками карликовой галактики. Измерения расстояния (около 900 000 световых лет) и удалённости от галактического диска указывают на размер, сопоставимый с карликовой галактикой.

«Это очень необычное компактное облако», — уточняет Мин Чжу. В его структуре не обнаружено следов видимых звёзд, однако его движение имитирует вращение галактического диска. По мнению команды, наиболее правдоподобное объяснение этому — присутствие только тёмной материи.

Преобладание тёмной материи могло бы объяснить динамические особенности G185.0–11.5. Исследователи подсчитали, что в этом облаке может содержаться в 21 раз больше необъяснимой (вероятно, тёмной) материи, чем барионной. Если это подтвердится, данный случай станет одним из самых убедительных доказательств существования тёмных галактик.

До сих пор ни одна тёмная галактика не была прямо обнаружена, хотя их существование теоретически предсказывалось десятилетиями.

«Отсутствие молекулярного газа и отсутствие оптического аналога у объекта G185.0–11.5 позволяют предположить, что это может быть редкая тёмная галактика», — отмечают авторы в публикации журнала Science Advances.

Однако эта гипотеза не является общепризнанной. Исследователи, не участвовавшие в работе, считают, что следует рассмотреть другие объяснения. «Наблюдаемое вращение может быть результатом гравитационного взаимодействия с Млечным Путём в прошлом», — предполагает Снежана Станимирович, астроном из Университета Висконсина-Мэдисона. Она напоминает, что «даже обычные межзвёздные облака без звёзд могут демонстрировать вращение».

Кроме того, теория компактных галактик без звёзд уже рассматривалась ранее, но до сих пор было обнаружено крайне мало правдоподобных кандидатов. По мнению некоторых астрономов, такие объекты можно обнаружить ещё на предзвёздной стадии, до момента формирования звёзд. Таким образом, G185.0–11.5 может относиться к этой пока ещё гипотетической категории.

Для окончательных выводов потребуются дополнительные исследования, особенно массы и состава облака. Хорошая новость заключается в том, что относительная близость объекта к Земле делает его доступной мишенью для телескопов нового поколения, способных изучать Вселенную с беспрецедентной точностью.