Тёмная материя до сих пор остаётся одной из самых загадочных составляющих Вселенной. Мы не можем увидеть её напрямую: она не излучает свет и не взаимодействует с электромагнитным излучением. Всё, что у нас есть, — косвенные доказательства её существования, основанные на гравитации. Именно притяжение выдаёт её присутствие.
Недавно группа астрономов под руководством Дэвида Ли из Университета Торонто объявила о подтверждении десяти кандидатов в так называемые «тёмные галактики». Это объекты, где свет звёзд настолько слаб, что традиционные методы наблюдения едва позволяют уловить их существование. Среди них — особенно интригующий кандидат под названием CDG-2 (Candidate Dark Galaxy-2). По оценкам исследователей, до 99% её массы может приходиться на тёмную материю, а на обычное вещество — всего около 1%.
Если это подтвердится окончательно, перед нами один из самых «тёмных» галактических объектов, когда-либо обнаруженных.
Как обнаружить то, что не светится?
CDG-2 удалось выявить благодаря объединению данных сразу нескольких инструментов: космического телескопа Hubble Space Telescope, европейской обсерватории Euclid space observatory и наземного Subaru Telescope на Гавайях. Каждый из них сыграл свою роль в этой астрономической «детективной истории».
Вместо того чтобы искать саму галактику напрямую, учёные обратили внимание на шаровые скопления — плотные сферические группы звёзд, связанных гравитацией. Эти структуры обладают высокой звёздной плотностью и сравнительно устойчивы к разрушению приливными силами соседних галактик. Именно поэтому они могут служить своеобразными «маяками» скрытых галактик.
Благодаря высокому разрешению камер Hubble исследователи обнаружили четыре шаровых скопления в скоплении галактик Персея, расположенном примерно в 300 миллионах световых лет от Земли. Дополнительные данные Euclid и Subaru позволили зафиксировать слабое диффузное свечение вокруг этих скоплений. Источник света оказался чрезвычайно тусклой галактикой — той самой CDG-2.
Что известно о CDG-2?
По яркости CDG-2 сопоставима примерно с миллионом звёзд, похожих на Солнце. Для галактики это крайне скромный показатель. Интересно, что четыре обнаруженных шаровых скопления составляют около 16% всей видимой части объекта — необычно высокая доля.
Применив продвинутый статистический анализ, астрономы пришли к выводу: почти вся масса CDG-2 — это тёмная материя. Обычное вещество, включая газ вроде водорода, из которого формируются звёзды, вероятно, было «выбито» гравитационными взаимодействиями с другими галактиками скопления Персея. В результате остался своеобразный «скелет» — гравитационная структура, практически лишённая светящегося наполнения.
Почему это важно?
Что такое тёмная материя — частицы нового типа? Неизвестная форма вещества? Или признак того, что наши представления о гравитации неполны? Каждый подобный объект приближает нас к ответу.
CDG-2 — первая галактика, обнаруженная исключительно по её шаровым скоплениям. Это открывает новый метод поиска так называемых «призрачных» галактик. Поскольку шаровые скопления устойчивы к разрушению, они могут пережить драматические гравитационные события, которые лишают галактику её газа и звёзд.
Современные инструменты, включая James Webb Space Telescope, способны дать ещё более детальные данные о распределении вещества в подобных объектах. Однако изучение тёмной материи остаётся исключительно сложной задачей. Мы имеем дело не с тем, что можно увидеть или измерить напрямую, а с тем, что проявляет себя лишь через гравитацию.
CDG-2 — это почти «чистая» гравитационная структура. И если такие галактики действительно распространены во Вселенной, то тёмная материя может играть куда более активную роль в формировании космических структур, чем мы предполагали.
