В ходе одного из наиболее детальных оптических исследований объекта Cloud-9 астрономы не зафиксировали наличия звёзд. Полученные данные подкрепляют гипотезу о том, что Cloud-9 может являться редким образцом «тёмной» галактики — системы, состоящей в основном из газа и тёмной материи, где процесс звездообразования так и не был запущен.

Cloud-9 представляет собой скопление нейтрального водорода, находящееся вблизи спиральной галактики M94 на расстоянии приблизительно 4,66 мегапарсека, что соответствует примерно 15 миллионам световых лет от Земли. По предварительным расчётам, масса водородного газа, входящего в состав этого скопления, составляет около одного миллиона солнечных масс, однако предыдущие исследования не предоставили убедительных свидетельств наличия звёздной компоненты.

В соответствии с общепринятой космологической моделью ΛCDM, во Вселенной должно существовать значительное количество небольших гало тёмной материи, содержащих газ, но практически не проявляющих активности в формировании звёзд. В подобных системах собственной гравитации может быть недостаточно для преодоления нагрева газа ультрафиолетовым фоновым излучением и обеспечения его охлаждения, необходимого для сжатия до плотностей, достаточных для запуска звездообразования.

Следовательно, выявление галактики, полностью лишённой звёзд, стало бы значимым подтверждением одного из прогнозов стандартной космологии. Тем не менее, установление отсутствия звёзд представляет собой сложную задачу: даже при проведении глубоких наблюдений очень слабая звёздная популяция может остаться незамеченной.

Существуют и другие гипотезы относительно происхождения облаков нейтрального водорода подобного типа. Эти образования могут состоять из вещества, удаленного из галактик в результате гравитационного взаимодействия, представлять собой высокоскоростные газовые потоки или являться структурами с ограниченным сроком существования. В некоторых случаях такие объекты способны содержать крайне слабые звёздные скопления, что и обусловило необходимость проведения более детальных наблюдений Cloud-9.

Исследовательская группа во главе с Игнасио Трухильо из Института астрофизики Канарских островов применила высокоскоростную камеру HiPERCAM, установленную на Большом Канарском телескопе Gran Telescopio Canarias. Наблюдения проводились в течение двух ночей июня 2026 года с использованием пяти спектральных фильтров одновременно.

Для увеличения чувствительности к крайне слабому рассеянному излучению исследователи намеренно смещали положение камеры между отдельными кадрами. При обработке данных центральная область Cloud-9 была исключена из анализа перед вычитанием фонового шума, чтобы избежать случайного подавления потенциально очень слабого свечения самого объекта.

Полученные данные позволили достичь предельной поверхностной яркости 31,4 звёздной величины на квадратную угловую секунду в фильтре g. Такая чувствительность открывает возможности для поиска чрезвычайно тусклых звёздных популяций, которые ранее были недоступны для изучения с помощью стандартных обзорных наблюдений.

Несмотря на получение изображений исключительной детализации, ученые не выявили звездного свечения в центральной части объекта Cloud-9. На основе полученных данных был определен верхний предел массы звезд в этом объекте – приблизительно 16 тысяч солнечных масс в области диаметром около 4200 световых лет.

В качестве сравнения, масса нейтрального водорода в Cloud-9 оценивается примерно в миллион солнечных масс. Таким образом, содержание газа в объекте превышает массу звезд как минимум в 60 раз, даже если существует слабая звёздная популяция, не достигшая порога обнаружения.

Подобное соотношение является аномальным для объекта, который по другим признакам может напоминать галактику. Авторы исследования утверждают, что новые наблюдения подтверждают гипотезу о том, что Cloud-9 представляет собой один из наиболее вероятных кандидатов на звание беззвёздной галактики.

Полученный новый предел находится в диапазоне между результатами двух предыдущих работ. Предыдущее исследование основывалось на данных, которые не были специально обработаны для сохранения слабого протяженного излучения. Другая оценка, сделанная с использованием космического телескопа «Хаббл» путем подсчета отдельных звёзд, сильно зависела от выбранной для сравнения галактики, которая могла оказаться чрезмерно компактной.

Полученные данные представляют интерес, поскольку они были получены с использованием независимой методики, разработанной специально для обнаружения слабого рассеянного излучения. Хотя эти результаты не дают однозначного ответа о полном отсутствии звёзд в Cloud-9, они существенно ограничивают потенциальное наличие скрытой звёздной массы.

В случае, если последующие исследования подтвердят гипотезу о том, что Cloud-9 является газовым облаком, расположенным внутри гало тёмной материи и не сформировавшим значительного количества звёзд, это предоставит уникальную возможность для непосредственного изучения ранних этапов формирования галактик. Подобные системы могут пролить свет на причины, по которым некоторые маломассивные гало формируют карликовые галактики, а другие остаются практически незаметными.

В дальнейшем планируется проведение наблюдений с ещё большей чувствительностью и дополнительных измерений динамики, а также распределения нейтрального водорода. Это позволит определить массу предполагаемого гало тёмной материи Cloud-9 и окончательно проверить альтернативные версии его возникновения.

Исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv.