Для разгадки тайны темной материи необходимо определить массу частиц, из которых она образована. Это можно попробовать сделать, изучая реликтовые сигналы атомов водорода на длине волны 21 см. На нашей планете их обнаружить крайне сложно. Тихая обратная сторона Луны — совершенно иная история.
Международная исследовательская команда применила современные методы компьютерного моделирования, чтобы выяснить, как слабые радиосигналы из ранней Вселенной, которые в ближайшем будущем будут обнаружены в рамках миссий на обратной стороне Луны, могут помочь в понимании основных характеристик темной материи.
По последним данным космологии, Вселенная состоит из темной энергии (74%) и материи — как видимой барионной, так и невидимой темной. Из 26% материального вещества обычная барионная материя, из которой состоят звезды, планеты, межгалактический газ и всё, что мы можем наблюдать и изучать непосредственно, составляет лишь около одной пятой. Остальные 4/5 представляют собой темную материю — загадочную сущность, которая не излучает, не поглощает и не отражает свет. Её истинная природа остаётся одной из самых больших нерешённых задач современной физики. Несмотря на свою невидимость, темная материя играет ключевую роль в образовании галактик и крупномасштабной структуры Вселенной.
Одной из основных характеристик темной материи является гипотетически измеримая масса её составляющих частиц. При этом не имеет значения, как называются эти частицы — аксионы, гравитино или WIMP. Если частицы достаточно легкие, например, если их масса составляет менее 5% от массы электрона, то темная материя считается теплой и затрудняет формирование устойчивых структур меньшего размера, чем галактики. В противном случае, если частицы более тяжелые, темная материя классифицируется как холодная, что способствует росту более мелких структур.
Астрономы долгое время пытались установить массу частиц темной материи, исследуя мелкомасштабные структуры, состоящие из газа и звезд, поскольку эта информация имеет критическое значение для физиков, работающих над теоретическими моделями мироздания.
Недавнее исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, было посвящено небольшим газовым облакам, существовавшим в эпоху космической «темной эпохи» — в первые 100 миллионов лет после Большого взрыва, до формирования звезд и галактик.
