Нубе (Nube) — це майже невидима карликова галактика, відкрита міжнародною дослідницькою групою під керівництвом науковців Інституту астрофізики Канарських островів (Instituto de Astrofísica de Canarias, IAC) у співпраці з Ла-Лаґунським університетом (University of La Laguna, ULL) та іншими установами.

Назву запропонувала 5-річна донька одного з дослідників, і вона пов’язана з дифузним виглядом об’єкта. Його поверхнева яскравість така слабка, що галактику не помічали в різних попередніх дослідженнях цієї частини неба через її «розпорошений» вигляд, ніби це є якийсь привид. Її зорі розкидані в такому великому об’ємі простору, що Nube (іспанською «Хмара») було майже неможливо помітити.

Ця нещодавно відкрита галактика має кілька специфічних властивостей, що відрізняють її від раніше відомих об’єктів. Дослідницька група з’ясувала, що Nube — це карликова галактика, яка вдесятеро тьмяніша за інші схожого типу, але також у 10 разів більша за інші об’єкти з такою ж кількістю зір.

Щоб показати, що це означає для будь-кого, хто хоч трохи знає астрономію, розміри галактики становлять одну третину розміру Молочного Шляху, але її маса така, як маса Малої Магелланової Хмари.

«З нашими теперішніми знаннями ми не розуміємо, як може існувати галактика з такими екстремальними характеристиками», — сказала Мірейя Монтес (Mireia Montes), перший автор статті, дослідниця IAC і ULL.

Протягом кількох років Іґнасіо Трухільо (Ignacio Trujillo), другий автор статті, аналізував на основі зображень Слоанівського цифрового огляду неба (Sloan Digital Sky Survey, SDSS) певну смугу неба в рамках проєкту Legado del IAC Stripe 82. Під час одного з переглядів спостережних даних науковці помітили слабку пляму, яка мала достатньо цікавий вигляд, щоб вивчити її докладніше.

Наступний крок дослідників — вивчення надглибоких багатоколірних зображень, отриманих за допомогою Великого канарського телескопа (Gran Telescopio Canarias, GTC), щоб підтвердити: ця ділянка не була якоюсь помилкою в огляді, а є надзвичайно дифузним об’єктом.

Через її тьмяність важко визначити точну відстань до Нубе. За спостережними даними, отриманим на радіотелескопі Ґрін-Бенк (Green Bank Telescope, GBT) у Сполучених Штатах, автори оцінили відстань до Нубе в 300 мільйонів світлових років. Науковці планують виконати спостереження за допомогою радіотелескопа Very Large Array (VLA) і оптичного телескопа Вільяма Гершеля (William Herschel Telescope, WHT) в обсерваторії Роке-де-лос-Мучачос на острові Ла-Пальма, щоб з’ясувати, чи справді відстань є такою.

«Якщо виявиться, що галактика лежить ближче, вона все одно буде дуже дивним об’єктом і створить серйозні проблеми для астрофізики», — зауважив Іґнасіо Трухільо.

Зображення галактики Nube, отримані за допомогою різних телескопів. Авторські права на зображення: SDSS/GTC/IAC. Фото з сайту https://phys.org.

Ще одна проблема для сучасної моделі темної матерії?

Загальне правило полягає в тому, що галактики мають набагато більшу щільність зір у внутрішніх ділянках і що ця щільність швидко падає зі збільшенням відстані від центра. Однак Монтес каже, що в Nube «щільність зір дуже мало змінюється по всьому об’єкту, тому він такий слабкий, і ми не могли спостерігати його добре, поки не отримали надглибокі зображення за допомогою GTC.»

Нубе спантеличила астрономів. На перший погляд, як пояснює наукова група, немає проявів її взаємодії з іншими галактиками чи інших ознак дивних властивостей цього об’єкта. Космологічне моделювання не може відтворити його «екстремальні» характеристики навіть на основі різних сценаріїв. «Ми не змогли знайти розумне пояснення цьому об’єкту в рамках прийнятої наразі космологічної моделі холодної темної матерії», — пояснила Монтес.

Модель холодної темної матерії може відтворити великомасштабні структури у Всесвіті, але існують дрібномасштабні об’єкти, такі як Nube, про які вона не може дати хорошої відповіді. Ми показали, що різні теоретичні моделі не можуть пояснити існування такої галактики. Це один із найекстремальніших випадків, відомих досі.

«Цілком можливо, що завдяки цій та схожим галактикам, які ми можемо відкрити, нам вдасться знайти додаткові підказки, які відчинять нове вікно для розуміння Всесвіту», — сказала Монтес.

«Одна з привабливих можливостей полягає в тому, що незвичайні властивості Nube показують нам: частинки, з яких складається темна матерія, мають дуже малу масу», — зазначив Іґнасіо Трухільо. Якби це було так, незвичайні властивості цієї галактики демонстрували б властивості квантової фізики, але в галактичному масштабі. «Якщо ця гіпотеза підтвердиться, це буде одна з найкрасивіших демонстрацій природи, яка об’єднає світ найменших зі світом найбільших», — підсумував він.

Результати дослідження опубліковано в журналі Astronomy & Astrophysics.

За інф. з сайту https://phys.org