Телескоп Hubble обнаружил галактику состоящую на 99 процентов из темной материи

Международная группа астрономов обнаружила одну из самых темных и загадочных галактик, когда-либо наблюдаемых учеными. Объект, получивший обозначение Candidate Dark Galaxy-2 (CDG-2), практически невидим для телескопов, поскольку состоит из материи, которая не излучает света. Ключевую роль в этом открытии сыграл космический телескоп Hubble, работавший в связке с обсерваторией Euclid Европейского космического агентства (ESA) и наземным телескопом Subaru на Гавайях.

CDG-2 расположена в скоплении галактик Персея, на расстоянии около 300 миллионов световых лет от Земли. Ее уникальность заключается в аномальном составе: по оценкам исследователей, примерно 99 процентов массы этого объекта приходится на долю темной материи — невидимой субстанции, которая не вступает в электромагнитное взаимодействие, но выдает свое присутствие через гравитационные эффекты. Обычная же материя в форме звезд присутствует там в ничтожных количествах.

Обнаружить такую галактику чрезвычайно сложно из-за ее крайне низкой яркости. Общая светимость CDG-2 эквивалентна свечению всего около миллиона Солнц, что является ничтожно малой величиной по сравнению с нашей Галактикой, где насчитываются сотни миллиардов звезд. Фактически, присутствие этого космического образования выдают лишь четыре шаровых скопления — плотных звездных групп, которые оказались устойчивее к гравитационным воздействиям, чем рассеянный звездный фон.

Команда под руководством Дэвида Ли из Университета Торонто применила передовые статистические методы для поиска компактных групп шаровых скоплений. Именно они послужили маркерами, указывающими на существование гораздо более крупного, но невидимого тела. Первоначально Hubble зафиксировал в скоплении Персея компактную группу из четырех таких объектов. Последующие наблюдения с помощью обсерваторий Euclid и Subaru позволили зарегистрировать чрезвычайно слабый и диффузный свет, окружающий эти скопления, что подтвердило: за ними действительно скрывается галактика, пусть и почти лишенная звезд. Этот случай уникален тем, что CDG-2 стала первой галактикой, идентифицированной именно по населяющим ее шаровым скоплениям, а не по собственному излучению.

Анализ показал, что найденные шаровые скопления дают около 16 процентов от всего видимого света CDG-2, что подчеркивает экстремальную тусклость остальной ее части. Помимо почти полного отсутствия звезд, галактика лишена и газа, необходимого для их формирования. Ученые полагают, что газ мог быть вырван из нее гравитационным воздействием более массивных соседей по скоплению Персея. Такие объекты, как CDG-2, представляют огромный интерес для астрофизиков: изучая гравитационное влияние невидимой материи в условиях, когда обычной материи почти нет, они могут лучше понять природу темной материи и процессы эволюции галактик в плотной среде скоплений. Результаты этого исследования были опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters.