Около года назад я публиковал в этом блоге перевод статьи «Что, если мы никогда не найдём тёмную материю?». Авторы оригинала привели подробную инфографику, демонстрирующую, из каких гипотетических частиц может состоять эта тёмная материя, вернее, неучтённая масса. Как ни странно, авторы не упоминают RELHIC — беззвёздные газовые облака, размеры которых ограничены реионизацией. На момент подготовки этой статьи феномен охарактеризован в Википедии как «теоретическая концепция», однако, вполне возможно, первый реально существующий объект такого рода был описан в самом начале 2026 года. Облако RELHIC по форме и размеру напоминает галактику, но не содержит звёзд, а, как можно предположить, состоит преимущественно из тёмной материи.

Согласно современным данным о гравитации галактик, концентрация тёмной материи на периферии спиральных галактик гораздо выше, чем в районах, заполненных звёздами и, в частности, чем поблизости от Земли. Вокруг Млечного Пути (и вокруг других галактик) может существовать так называемое «гало тёмной материи». Это область, содержащая «скрытую массу» галактик. Благодаря этой массе гравитационные взаимодействия галактик именно таковы, какими мы их наблюдаем, и крупные спиральные галактики, такие, как Млечный Путь, могут иметь галактики-спутники (в нашем случае это Магеллановы Облака) и не сливаться с ними. Но теоретически могут существовать и «несостоявшиеся» галактики, то есть сгустки тёмной материи, содержащие настолько незначительные примеси обычной пыли и газа, что этих примесей просто не хватило на формирование даже одной звезды. Поскольку такие облака не излучают света, увидеть их практически невозможно — только если знать, где искать, и если они будут подсвечены обычной галактикой, расположенной поблизости.

Эта гипотеза получила первые подтверждения лишь в начале ноября 2025 года, когда группа под руководством Гагандипа Ананда, старшего исследователя из Института исследований космоса с помощью космического телескопа (STScI), опубликовала статью с описанием результатов своей работы. Ананд работает в группе, обслуживающей усовершенствованную широкоугольную камеру (Advanced Camera for Surveys), установленную на борту телескопа «Хаббл». Статья об этом открытии была опубликована в «The Astrophysical Journal Letters» 10 ноября 2025 года. Объект получил название «Cloud-9» и на снимке выглядит так:

Cloud-9 — это компактное облако, состоящее из водорода, и, по-видимому, совершенно не содержащее звёзд. Оно расположено рядом с галактикой M94 в созвездии Гончих Псов на расстоянии около 14 миллионов световых лет от Земли. Cloud-9 выглядит именно так, как должны выглядеть ранее считавшиеся гипотетическими объекты RELHIC — водородные облака, размер которых ограничивается процессами реионизации. Существование таких облаков является одним из прогнозов, следующих из теории о лямбда-холодной тёмной материи (ΛCDM).

Английская аббревиатура «RELHIC» созвучна слову «реликт», и, по мнению астрономов, такие галактики действительно являются пережитками древнейших времён в истории Вселенной, а именно сохранились с эпохи реионизации. Об эпохе реионизации на Хабре рассказывал уважаемый @SLY_G в переводной статье «Астрономы увидели первый свет Вселенной, родившийся на заре времён».

Предполагается, что RELHIC практически полностью состоят из тёмной материи и не смогли аккумулировать достаточно газа, который пошёл бы на звездообразование. Эти сгустки меньше галактик (имеют субгалактический размер) и практически необнаружимы традиционными астрономическими методами.

Поблизости от Млечного Пути расположены облака молекулярного газа, в том числе из водорода и кислорода, которые хорошо освещены нашей галактикой и изучаются с конца прошлого века. Они огромные и бесформенные, а Cloud-9, напротив, компактное и имеет форму, близкую к сферической.

Центральная часть Cloud-9 состоит из нейтрального водорода и имеет в поперечнике около 4900 световых лет. Для сравнения: диаметр Млечного Пути близок к 300 000 световым годам. Масса водорода в составе Cloud-9 составляет около миллиона солнечных масс, но гравитация облака такова, что расчётная масса содержащейся в нём тёмной материи может достигать пяти миллиардов солнечных. В центре объекта преобладает водор��д, а периферия, вероятно, образована тёмной материей неизвестного состава. 

Крупные почти беззвёздные острова в космосе были известны и ранее. Например, в 2007 году в созвездии Девы был открыт объект VIRGOH121, оказавшийся огромной старой галактикой, сравнимой по размеру с Млечным Путём. В ней было найдено 119 красных гигантов — последние из её звёзд, по расположению которых, однако, угадывается, где расположен её диск. Известны и более мелкие престарелые галактики, звездообразование в которых остановилось, а последние сохранившиеся звёзды существуют на стадии красных гигантов. Такие объекты в англоязычной литературе называются «red nuggets».

Это галактика NGC 1277 в созвездии Персея, типичный представитель этого класса. Её масса составляет 10% от массы Млечного пути, образовалась около 8 миллиардов лет назад.

Таким образом, Cloud-9 не похожа ни на состарившуюся обычную галактику (в облаке нет красных гигантов), ни на типичные внегалактические газовые облака. Старые галактики обычно:

  • Вращаются, и по направлению вращения в них можно найти сколлапсировавший диск,

  • Достаточно массивны — в 100 миллионов и более раз тяжелее Солнца,

  • Очень бедны звёздами, так как большинство звёзд внутри у них уже выгорели. Как правило, общая масса содержащихся в них звёзд не превышает 100 000 солнечных.

Cloud-9 отличается от этих объектов не только компактным размером, но и тем, что в нём не фиксируется такого равномерного распределения водорода. Тот водород, который в облаке всё-таки есть, не даёт электромагнитного излучения ни в каком диапазоне (облако изучали и в инфракрасном спектре, и при помощи радиотелескопов). Таким образом, по всем признакам облако не содержит ни звёзд, ни пульсаров.

Открыть Cloud-9 удалось именно потому, что M94 его немного подсвечивает. В окрестностях M94 обнаружены и обычные облака межзвёздного газа, поэтому Cloud-9 просто по порядку получило девятый номер.  В высоком разрешении наблюдается, что облако не вполне сферическое, так как гравитация M94 немного его растягивает.

Считается, что перед нами — зародыш галактики, остановившийся в развитии. Теоретически, если в будущем Cloud-9 могла бы накопить ещё водорода (такие возможности возникают при смешивании или столкновении галактик, например, в ситуациях, которые я ранее описывал на Хабре в статье «За три миллиарда лет до возникновения Милкомеды»), то в ней стали возникать «звёздные колыбели» с мелкими и очень горячими новорождёнными звёздами. Оттуда звёзды распределились бы по облаку, которое (в зависимости от массы) приобрело бы спиралевидную или эллиптическую форму и ничем не отличалось бы от обычной галактики. Но Cloud-9 остановилось в развитии на том этапе, когда в нём преобладает не опознаваемая (тёмная) материя, пока не позволяющая ей подпитаться водородом даже от соседней M94.Именно поэтому Cloud-9 считается первым полноценным примером RELHIC.     

Перспективы изучения

Вся история астрономии свидетельствует, что ни один существующий во Вселенной объект не уникален. Когда удавалось открыть первый объект в своём роде, его пытались вписать в уже существующую картину мира, но рано или поздно приходили к выводу, что существуют и другие подобные объекты, и их требуется выделить в самостоятельную популяцию. Так было в 1801 году, когда Джузеппе Пиацци открыл Цереру (первый из астероидов), и в 1930 году, когда Клайд Томбо открыл Плутон, ранее предсказанный Персивалем Лоуэллом. В 2006 году Плутон был лишён статуса планеты, так как его признали первым из множества подобных ему тел (плутоидов), образующих Пояс Койпера. Протогалактика Cloud-9 концептуально подобна Плутону, так как существование подобных объектов вытекает из существующих теорий, но ранее такие облака никогда не фиксировались.

Cloud-9 приобрела форму облака и не остыла до абсолютного нуля, вероятно, потому, что его успел согреть свет Большого Взрыва, ныне превратившийся в реликтовое излучение. Пока спектрограф не фиксирует в нём даже гелия, лишь водород, и мы с высокой уверенностью можем считать, что это первобытный водород, никогда не участвовавший в звездообразовании.     

На этой схеме показано массовое отношение водорода в составе звёзд (по оси x, логарифмическая шкала) и нейтрального молекулярного водорода (по оси y, логарифмическая шкала) для конкретных галактик, расставленных по диаграмме.

Источник: G. Anand et al., Astrophysical Journal Letters, 2025

В своей статье Ананд с коллегами также предложил несколько правдоподобных альтернативных объяснений природе Cloud 9.

  • Это могло бы быть «передовое» внегалактическое облако, которое гонит перед собой Млечный Путь — то есть газ входит в систему нашей Галактики, а не M94. Такая версия отметается из‑за точного совпадения скорости убегания Cloud-9 и M94. То есть, именно M94, а не Млечный путь является «хозяйкой» этого облака.

  • Cloud-9 могла бы входить в состав Магелланова потока, расположенного всего в нескольких сотнях тысяч световых лет от нас. Полностью исключать такую возможность нельзя, но Магелланов поток и М94 находятся в противоположных сторонах неба относительно Млечного Пути, нежели М94.

  • Наконец, это действительно может быть нейтральный водород, сохранившийся со времён Большого Взрыва, но сейчас находящийся в термодинамическом равновесии с ионизированной средой, окружающей галактику М94. С термодинамической точки зрения такая картина согласуется с наблюдениями, однако приливные взаимодействия между таким облаком и галактикой дестабилизировали бы его не более чем за 10 миллионов лет, поэтому непонятно, как в таком случае оно могло бы сохранить практически шарообразную форму.

Далее планируется изучать Cloud-9 во всё более длинноволновых диапазонах, вероятно, �� использованием оборудования космического телескопа имени Джеймса Уэбба (JWST). Возможно, в этом облаке удастся найти хотя бы одну звезду, которая дала бы чрезвычайно ценную информацию, так как подсветила бы облако изнутри. Уловив такой свет, можно было бы предположить, что кроме водорода содержится в таком объекте, и какие слои преодолевает свет на пути из его глубин.

Пока же остаётся считать Cloud-9 редкой аномалией, которую сложно трактовать иначе как почти чистый сгусток тёмной материи. Эта прото- или псевдогалактика осталась в том пограничном состоянии, где она не успела рассеяться, но и не успела перейти к звездообразованию, так как почти всё вещество, бывшее у неё в распоряжении, досталось M94. Та тёмная материя, которая в обычных галактиках вытеснена на периферию, здесь сохранилась в концентрированном и компактном виде, а в глубинах облака совершенно не взаимодействовала ни со звёздами, ни с какими-либо другими источниками электромагнитного излучения.

Не исключено, что Cloud-9 когда-нибудь сможет нахватать ещё немного материи и всё-таки приступить к звездообразованию, возможно, став одной из последних галактик в истории Вселенной, но более вероятно, что облако просто вольётся в состав M94, пополнив запасы тёмной материи в этой галактике и уступив ей свой водород. Пока же остаётся рассчитывать, что аналоги Cloud-9 также будут найдены, либо что нам удастся подобрать телескопы, которые подскажут, из чего именно (наряду с первобытным водородом) это облако состоит.