Астрономы впервые разглядели за пределами Млечного Пути звёздный поток, оставленный шаровым скоплением. Тонкая призрачная лента тянется вокруг галактики UGC 9050-Dw1 в 115 миллионах световых лет от Земли. Открытие описано в журнале Nature международной группой учёных, включая астрофизика Северо-Западного университета Тьитске Старкенбург. Соавторами исследования выступили Джули Киль Хольм из Копенгагенского университета и Сара Пирсон из Технического университета Дании.

Ценность находки не в самом потоке, а в том, что он способен рассказать о невидимой массе галактики. Звёзды в таком потоке движутся почти по одной орбите, которую задаёт гравитация галактики. Если смоделировать это гравитационное поле, можно оценить полную массу системы. Часть массы приходится на видимые звёзды, а всё остальное — тёмная материя. По словам Старкенбург, именно так поток превращается в инструмент для взвешивания невидимого.

Шаровые скопления — плотные группы звёзд, которые не защищены от притяжения родительской галактики. Со временем галактика вытягивает из скопления звёзды, но те не разлетаются в стороны, а остаются рядом с орбитой скопления. Так образуются узкие ведущие и хвостовые потоки, способные существовать миллиарды лет. Их форма сохраняет память о гравитационной обстановке, через которую прошли звёзды.

В Млечном Пути астрономы уже находили десятки потоков от шаровых скоплений. За пределами нашей галактики это сделать гораздо труднее: далёкие потоки обладают крайне низкой поверхностной яркостью. UGC 9050-Dw1 оказалась исключением. Галактика относится к ультрадиффузным: в ней сравнительно мало видимых звёзд, разбросанных по большой площади. Тусклый фон позволил заметить едва различимую дугу.

Обнаружил её Дэвид Хендел, изучая опубликованные снимки космического телескопа «Хаббл». Узкая изогнутая структура выглядела как звёздный поток. Коллеги Хендела Дэвид Сэнд и Кэтрин Филдер из Университета Аризоны ранее работали с архивными наблюдениями «Хаббла» этой галактики.

UGC 9050-Dw1 уже привлекала внимание учёных. Радионаблюдения и снимки «Хаббла» показали искажённую форму, заметный звёздный плюм и необычно много шаровых скоплений — около 52. На них приходится примерно 20% всего света галактики. Такая структура наводит на мысль, что галактика могла пережить слияние карликовых систем или другое сильное взаимодействие. Обилие скоплений делает находку потока менее неожиданной, но не менее важной.

Тёмная материя составляет около 85% всей материи Вселенной. Она не излучает, не поглощает и не отражает свет, поэтому напрямую её не увидеть. О присутствии тёмной материи судят по гравитационному влиянию на звёзды, галактики и крупные структуры. Звёздные потоки дают особенно чувствительный способ проследить это влияние.

Чтобы понять, что именно увидели вокруг UGC 9050-Dw1, исследователи создали тысячи компьютерных симуляций. Они меняли свойства исходного шарового скопления и распределение массы в галактике, а затем сравнивали получившиеся потоки с реальной дугой на снимках. Такой подход позволяет восстановить гравитационное поле галактики и оценить, сколько в ней тёмной материи.

Обнаруженный поток оказался не просто красивой деталью далёкой галактики. Его форма, цвет и видимая связь с компактным объектом указывают на происхождение из шарового скопления. Модели также показали, что галактика погружена в массивное гало тёмной материи. Исследователи называют это первым ограничением на гало ультрадиффузной галактики, полученным по звёздному потоку.

«Наши результаты согласуются с предыдущими исследованиями и тем, что они показали о тёмной материи в этой ультрадиффузной галактике, — говорит Киль Хольм. — Мы измеряем её с помощью совершенно нового инструмента для такого типа галактик, демонстрируя, что этот метод работает и за пределами нашей галактики».

Ультрадиффузные галактики — важный полигон для теорий тёмной материи. Несмотря на тусклый вид, они могут обладать очень разными свойствами тёмной материи, и астрономы до сих пор спорят, как такие необычные галактики формируются и эволюционируют. Новый поток даёт независимый способ исследовать эту скрытую массу.

Но измерение полной массы галактики — лишь одна возможность. Достаточно тонкий звёздный поток способен работать как космический детектор. Если компактное сгущение тёмной материи пройдёт рядом или сквозь поток, его гравитация возмутит звёзды, создавая пробелы, сгустки или другие неровности.

«Тонкие звёздные потоки могут образовывать пробелы или сгустки, когда через них проходят небольшие концентрации тёмной материи, — объясняет Старкенбург. — Астрономы давно спорят, видели ли мы такое в потоках внутри Млечного Пути. Если мы подтвердим, что именно это вызывает такие особенности, у нас появится совершенно новый способ проверить, как распределена тёмная материя, и в конечном счёте узнать больше о её фундаментальной природе».

Конкурирующие идеи о тёмной материи предсказывают разное количество и распределение мелких структур. Поэтому звёздные потоки могут тестировать тёмную материю на масштабах, которые трудно исследовать, используя только целые галактики. Учёные уже разрабатывают методы извлечения информации о структуре гало тёмной материи из потоков вокруг внешних галактик.

Пока UGC 9050-Dw1 — единственный пример. Найти больше потоков значило бы сравнивать окружение тёмной материи в разных галактиках, а не полагаться в основном на Млечный Путь.

Такая возможность вскоре может резко расшириться. Миссия Европейского космического агентства Euclid и космический телескоп NASA Nancy Grace Roman рассчитаны на обзор гораздо больших участков неба, чем может эффективно покрыть «Хаббл». Roman, в частности, давно считается перспективным инструментом для поиска потоков шаровых скоплений в близлежащих галактиках и мелких возмущений внутри них.

«Захватывающе, что мы обнаружили тонкий звёздный поток вокруг галактики, отличной от нашей, используя уже существующие данные космического телескопа „Хаббл“, и подтвердили его данными наземных телескопов, — говорит Старкенбург. — Это делает открытие очень многообещающим для новых телескопов, включая Roman, который видит область в 100 раз больше, чем „Хаббл“».

Кстати, тема тёмной материи уже всплывала на нашем сайте: недавно мы рассказывали о сгустке тёмной материи в 2000 раз больше Млечного Пути, который выдал себя изогнутым светом далёких галактик. Новый звёздный поток — ещё один, совершенно иной способ нащупать невидимое.

Исследование опубликовано 12 августа 2026 года в журнале Nature. Работу поддержали Villum Foundation, Европейский союз, Национальный научный фонд США и NASA.

Когда команда поняла, что обнаружила звёздный поток за пределами нашей галактики, «это было очень волнующе», — вспоминает соавтор исследования Джули Киль Хольм, докторант Института Нильса Бора при Копенгагенском университете, изучающая шаровые скопления и формирование звёздных потоков. «А потом мы переглянулись и спросили: „И что теперь делать?“»

Тёмная материя не даёт учёным покоя: её природа неизвестна, но гравитационное влияние на звёзды и галактики очевидно. «Около 80–85% Вселенной, как мы полагаем, состоит из тёмной материи, поэтому так заманчиво выяснить, что это такое», — добавляет Киль Хольм.

Звёздные потоки уже помогали картировать тёмную материю внутри Млечного Пути. Теперь те же инструменты можно применить к другим галактикам — чтобы лучше понять состав и структуру их тёмной материи.

Как заметили призрачную реку

Новый поток находится в ультрадиффузной галактике — разреженной и чрезвычайно тусклой, что, вероятно, и облегчило его обнаружение. «В то же время считается, что такие галактики очень массивны, а чтобы вытянуть звёзды из родительского скопления, нужна значительная масса», — поясняет соавтор Сара Пирсон, доцент DTU Space, Национального космического института при Техническом университете Дании.

«Эти два фактора вместе — тусклый фон и достаточно сильное приливное поле, чтобы вытягивать звёзды из скопления, — отличная комбинация для поиска таких потоков», — добавляет она.

Астрономы ищут тонкие вытянутые структуры на снимках телескопов. Потоки можно отслеживать и по их движению по небу, но для этого телескоп должен длительное время оставаться в одном положении, и пока так удавалось находить звёздные потоки только в Млечном Пути.

«Область, которую видит „Хаббл“, на самом деле невелика. Нужно очень большое везение, чтобы увидеть такое, и мы не знаем точно, куда смотреть, чтобы целенаправленно их искать», — говорит соавтор Тьитске Старкенбург, научный сотрудник Центра междисциплинарных исследований и исследований в астрофизике Северо-Западного университета в Эванстоне, штат Иллинойс.

Авторы прогнозируют, что будущие телескопы позволят обнаруживать такие скопления и внутри, и за пределами нашей галактики. Старкенбург указывает на космический телескоп NASA Nancy Grace Roman, запуск которого ожидается в конце месяца: у него будет гораздо большее поле зрения, «как 100 „Хабблов“ на одном снимке».

Обнаружение тусклого звёздного потока в галактике за пределами Местной группы — нашего галактического окружения, включающего более 50 гравитационно связанных галактик, — примечательно, считает Дэвид Мартинес-Дельгадо, астрофизик и исследователь некоммерческого фонда ARAID в Центре исследований физики космоса Арагона в Теруэле, Испания. Он не участвовал в новом исследовании.

«Раньше я полагал, что обнаружить приливные хвосты шаровых скоплений во внешних галактиках будет чрезвычайно сложно из-за их малого углового размера и крайне низкой поверхностной яркости, — добавляет он. — Этот результат показывает, что при достаточно глубоких наблюдениях с высоким разрешением такие структуры можно обнаружить далеко за пределами Местной группы».

Летопись галактической эволюции

Звёздные потоки служат летописью прошлого галактики, рассказывая, как она менялась со временем. Когда крупная галактика разрывает меньшую карликовую, звёзды карликовой могут растянуться в поток — космический след из хлебных крошек той встречи.

Потоки от шаровых скоплений, как в новом исследовании, сохраняют эту историю в меньшем масштабе: они показывают, как скопление путешествовало через родительскую галактику и как её гравитация постепенно растаскивала его. Проследив эту историю, можно узнать, как распределена масса галактики, включая невидимую тёмную материю, формирующую её гравитационное поле.

Наблюдение первого звёздного потока от шарового скопления за пределами Млечного Пути открывает дорогу к обнаружению таких явлений в галактиках по всей Вселенной. Авторы надеются, что будущие находки помогут раскрыть больше секретов других галактик и их тёмной материи.

Одна особенность заслуживает дальнейшего изучения — разрывы или сгущения в звёздных потоках, которые, по теории, возникают, когда сквозь них проходят небольшие концентрации тёмной материи. «Но есть и другие вещи, которые могут вызывать похожие эффекты», — замечает Старкенбург.

Если найти больше потоков, возможно, в других галактиках, и посмотреть, есть ли в них похожие разрывы или сгущения, «это будет гораздо более сильным аргументом в пользу того, что дело именно в тёмной материи», — добавляет она.

Вопросов о тёмной материи остаётся много, хотя о её существовании известно почти столетие, отмечает Пирсон.

«Это действительно один из самых больших открытых вопросов физики, — говорит она. — Какова природа тёмной материи? Это частица? Их много? Или что-то совершенно иное? Мы не знаем».

Астрономы впервые нашли звёздный поток за пределами Млечного Пути — в карликовой галактике UGC 9050-Dw1 на расстоянии около 115 миллионов световых лет. Это «призрачная река» из звёзд, которая когда-то была шаровым скоплением, но гравитация галактики растянула его в длинную изогнутую ленту. Форма потока хранит информацию о распределении массы в галактике, а значит — и о тёмной материи, которую невозможно увидеть напрямую.

Открытие расширяет метод картирования тёмной материи на другие галактики. Раньше учёные изучали звёздные потоки только в Млечном Пути, но теперь у них появился инструмент для далёких систем. Чем сильнее искривлён поток, тем больше невидимой массы притаилось вокруг галактики.

Этот случай перекликается с недавней находкой в нашей Галактике — потоком-невидимкой из Водолея, который оказался младше на миллиарды лет. Если там поток выдал останки поглощённой карликовой галактики, то здесь мы видим, как подобные структуры можно использовать для «взвешивания» тёмной материи в чужих звёздных системах.

Пока неясно, насколько типичны такие потоки для карликовых галактик. Но если астрономы найдут их в достаточном количестве, карта тёмной материи во Вселенной станет гораздо подробнее. А это, в свою очередь, поможет понять, почему галактики ведут себя не так, как предсказывает видимая материя.