Астрономы обнаружили галактику, состоящую на 99% из темной материи

Астрономы подтвердили существование CDG-2 — крайне тусклой «призрачной» галактики в скоплении Персея. По предварительным оценкам, до 99% ее массы приходится на темную материю. Исследование основано на объединении данных космических телескопов NASA/ESA «Хаббл» и ESA «Евклид», а также наземного телескопа Subaru на Гавайях.

CDG-2 расположена примерно в 300 миллионах световых лет от Земли, а ее светимость настолько мала, что долгое время ее просто не замечали на фоне скопления.

Галактика, которую выдали шаровые скопления

Главная особенность CDG-2 заключается в способе ее обнаружения. В обычной ситуации сначала видят слабое галактическое свечение, а уже потом — детали. Здесь все наоборот: сначала нашли компактную группу из четырех шаровых звездных скоплений, а уже затем — едва заметное рассеянное свечение вокруг них.

«Это первая галактика, обнаруженная исключительно по ее шаровым скоплениям», — отметил руководитель исследования Дэвид Ли, докторант Университета Торонто (Канада).

По его словам, даже консервативные оценки показывают, что это, вероятно, и есть вся популяция шаровых скоплений в CDG-2. Для сравнения: в Млечном Пути более 150 шаровых скоплений. У CDG-2 — всего четыре. Но именно они и стали «маяками», выдавшими присутствие галактики там, где почти нечему светиться.

Невидимый гигант и странный баланс массы

Предварительный анализ указывает, что CDG-2 почти полностью «собрана» из темной материи — компонента, который не излучает и не поглощает свет, но проявляет себя через гравитацию. Согласно современным космологическим моделям, темная материя составляет основную часть материи во Вселенной.

При этом видимая часть CDG-2 выглядит необычно. Ученые отмечают, что значительная доля наблюдаемого света приходится именно на шаровые скопления — непропорционально много для настолько бедной звездами системы. Это может быть подсказкой к ее прошлому.

Одна из предложенных гипотез предполагает, что в плотной среде скопления Персея галактика могла потерять значительную часть обычного вещества — прежде всего водорода, из которого рождаются новые звезды. Если газ «сдуло» гравитационное взаимодействие с соседями, CDG-2 могла остаться почти «голым» гало темной материи с небольшим набором древних звездных скоплений.

Франсин Марло из Университета Инсбрука (Австрия), которая первой обратила внимание на объект на изображениях «Евклида», подчеркнула значение миссии:

«Данные «Евклида» позволили уверенно увидеть сверхслабое рассеянное свечение CDG-2 и показать, что обзорные съемки нового поколения способны находить галактики с крайне низкой поверхностной яркостью».

Ценность открытия

Открытие интересно не только самой «темной» природой CDG-2, но и методом поиска. Команда использовала статистические подходы, чтобы выявлять плотные группы шаровых скоплений как маркеры скрытых галактических структур. Затем наблюдения «Хаббла», «Евклида» и Subaru подтвердили слабое свечение вокруг найденных скоплений — то есть присутствие самой галактики.

В ближайшие годы, по мере роста объемов данных от «Евклида», наземной обсерватории Веры Рубин, а также будущего космического телескопа NASA «Нэнси Грейс Роман», подобных объектов будет обнаружено заметно больше. И все чаще их будут находить не по «светящемуся диску», а по косвенным признакам, статистике и алгоритмам поиска.

Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal Letters.