Te ostatnie mają wciąż hipotetyczny charakter. Miałyby być niewidoczne i stanowić pozostałości po galaktykach, którym nigdy nie udało się rozpocząć normalnego procesu formowania gwiazd. Najnowsze odkrycie w tej sprawie miało miejsce przy udziale chińskiego radioteleskopu FAST, największego na świecie pojedynczego radioteleskopu z czaszą o średnicy 500 metrów. Naukowcy badali emisję neutralnego wodoru o długości fali 21 centymetrów. Promieniowanie to pozwala wykrywać zimny gaz nawet wtedy, gdy obiekt nie emituje światła widzialnego. W pobliżu M51 dostrzegli sześć niewielkich skupisk wodoru, ale tylko dwa z nich spełniły kryteria charakterystyczne dla RELHIC.
Czytaj też: Odkryli gigantyczną liczbę cząstek w naszej galaktyce. Ta chmura to kopalnia wiedzy o Drodze Mlecznej
Członkowie zespołu badawczego nadali im oznaczenia Cloud N i Cloud S. Jeśli zaś chodzi o główną istotę problemu, to RELHIC stanowi skrót od reionization-limited HI cloud, czyli chmury neutralnego wodoru ograniczonej przez proces rejonizacji. Według modeli kosmologicznych niewielkie halo ciemnej materii mogą być zbyt mało masywne, aby skutecznie przyciągać i schładzać gaz. W rezultacie nie powstają w nich gwiazdy, a zamiast typowej galaktyki pozostaje przede wszystkim obłok gazu uwięziony przez grawitację ciemnej materii. Takie obiekty bywają określane mianem optycznie ciemnych galaktyk.
Cloud N i Cloud S zwróciły uwagę badaczy, ponieważ nie znamy dla nich odpowiedników w danych optycznych. Dodatkowo są stosunkowo zwarte, a rozkład prędkości gazu nie wskazuje jednoznacznie na gwałtowne oderwanie materiału od M51. To istotne, ponieważ w pobliżu dużych galaktyk mogą powstawać również chmury gazu wyrwane z ich otoczenia podczas oddziaływań grawitacyjnych. Takie obiekty mogłyby wyglądać podobnie, lecz nie byłyby niezależnymi strukturami związanymi z własnym halo ciemnej materii.
Naukowcy porównali również obserwowany rozkład wodoru w obu chmurach z modelami teoretycznymi RELHIC. Wyniki okazały się zgodne z przewidywaniami. Z najlepiej dopasowanego modelu wynika, jakoby każda z chmur mogła znajdować się w halo ciemnej materii o masie około 3,7 miliarda mas Słońca. Również ilość neutralnego wodoru w obu obiektach jest zgodna z oczekiwaniami dla tego rodzaju struktur.
Odkrycie nie oznacza jednak, iż astronomowie potwierdzili istnienie dwóch nowych ciemnych galaktyk. Dane FAST nie mają wystarczającej rozdzielczości, aby dokładnie określić kształt obu chmur. Nie można więc całkowicie wykluczyć, że są one wydłużonymi lub chaotycznymi fragmentami gazu wyrwanymi z otoczenia M51. W przypadku Cloud N dodatkową zagadkę stanowi uporządkowany ruch gazu przypominający rotację, choć porównania z symulacjami nie sugerują, by obiekt wyraźnie odstawał od populacji hipotetycznych ciemnych galaktyk.
Czytaj też: Teleskop Webba doprowadził do wyjaśnienia kosmicznej eksplozji. Gdzie znajdowało się jej źródło?
Potrzebne będą zatem kolejne obserwacje. Astronomowie sugerują wykorzystanie radioteleskopów o wyższej rozdzielczości, takich jak Very Large Array, aby dokładniej zbadać strukturę obu chmur. Przydatne byłyby również głębokie obserwacje optyczne, między innymi za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble’a. Mogłyby one ujawnić niezwykle słabą populację gwiazd, jeśli taka rzeczywiście istnieje. Cloud N i Cloud S jak na razie pozostaną kandydatami na RELHIC, ale samo ich odkrycie jest ważnym krokiem w poszukiwaniu obiektów, które mogłyby pomóc astronomom lepiej zrozumieć rolę ciemnej materii w powstawaniu galaktyk.
Źródło: Astronomy & Astrophysics
