Астрономы обнаружили рядом с галактикой Водоворот (M51) два огромных облака водорода, в которых практически нет звёзд. Эти таинственные объекты были найдены с помощью китайского радиотелескопа FAST. Каждое облако содержит около 3 миллионов солнечных масс водорода, но при этом не имеет видимых звёзд. Подробности открытия опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.

Согласно современной космологической модели, структура Вселенной формируется иерархически: сначала образуются небольшие сгустки тёмной материи, которые затем сливаются, создавая более крупные гало и галактики. Однако не каждое гало тёмной материи становится галактикой — существуют процессы, способные подавить образование звёзд при достаточно малых массах.

Если гравитационный потенциал гало слишком слаб, звёзды могут не образоваться. Газ может быть нагрет ультрафиолетовым излучением от квазаров и звёзд по всей Вселенной, что мешает ему сжиматься и становиться достаточно плотным и холодным для рождения звёзд. В результате появляются гало тёмной материи, содержащие нейтральный водород, но практически лишённые звёзд.

Исследователи под руководством Цинцзе Чена из Национальных астрономических обсерваторий Китайской академии наук проверили эту идею: небольшое гало тёмной материи, сохранившее часть газа после космической реионизации, но чей газ никогда не стал достаточно холодным и плотным для формирования звёзд из-за нагрева ультрафиолетовым излучением. Такие объекты называют RELHIC (reionization-limited H I cloud — облако нейтрального водорода с ограниченной реионизацией).

Учёные искали сигналы на длине волны 21 см — характерный признак нейтрального водорода. Для этого использовались наблюдения радиотелескопа FAST в рамках обзора FEASTS. Из 55 галактик в выборке только два объекта — Cloud N и Cloud S — соответствовали всем критериям.

Облака содержат примерно 3 миллиона солнечных масс водорода и имеют общую массу гало около 3,7 миллиарда солнечных масс. Это соотношение массы газа к общей массе гало близко совпадает с теоретическими предсказаниями для таких систем.

Интересно, что оба объекта находятся на расстоянии около 70–90 килопарсек (228 000–293 000 световых лет) от центра галактики M51, известной как Водоворот. Исследователи отмечают, что полностью исключить возможность того, что эти облака являются обломками, образовавшимися в результате взаимодействия галактик в системе M51, пока нельзя. Для окончательного ответа потребуются радионаблюдения с более высоким разрешением.