Ізраїльські астрономи запропонували революційний спосіб виявлення темної матерії у ранньому Всесвіті

Група дослідників з університету Тель-Авіва запропонувала новий спосіб вивчення темної матерії — через аналіз слабких радіосигналів, що залишилися з періоду космічних темних віків. За їхніми даними, згустки темної матерії притягували водень, який випромінював радіохвилі. Ці сигнали можуть зберігатися до сьогодні і містити інформацію про найдавніші процеси у Всесвіті.

Дослідження очолив професор Реннан Баркана зі Школи фізики та астрономії ім. Саклера. До команди увійшли аспірант Судіпта Сікдер і науковці з Японії, Індії та Великої Британії. У статті, опублікованій у журналі Nature Astron­o­my, описано, як темна матерія формувала щільні скупчення приблизно через 100 мільйонів років після Великого вибуху. Водень, що потрапляв у ці гравітаційні пастки, випромінював хвилі довжиною 21 сантиметр — можливий “відбиток пальця” темної матерії.

Чорно-біле зображення показує розподіл темної матерії, зосередженої в щільних скупченнях у темніших областях. Джерело: Тель-Авівський університет

Фіксувати такі сигнали з поверхні Землі неможливо — атмосфера блокує потрібні частоти. Тому вчені пропонують розмістити радіотелескоп на Місяці, де немає атмосферних перешкод і впливу людської діяльності. Попри технічні труднощі, зростання інтересу до місячних місій з боку США, Європи, Китаю та Індії робить реалізацію цієї ідеї більш імовірною.

За словами професора Баркани, виявлення таких сигналів дозволить досліджувати темну матерію у її початковому стані — до взаємодії зі звичайною речовиною. Це дасть змогу перевірити теоретичні моделі у “чистому” середовищі раннього Всесвіту. “Коли відкривається нове вікно для спостережень, майже завжди з’являються несподівані відкриття”, — зазначив він.

Кольорове зображення демонструє карту температури газу. Джерело: Тель-Авівський університет

Команда вже змоделювала, як виглядатиме цей радіосигнал. Якщо його вдасться зафіксувати, це стане першим прямим свідченням впливу темної матерії на формування структур у Всесвіті. У майбутньому дослідники планують перевірити свою гіпотезу за допомогою масиву антен Square Kilo­me­tre Array (SKA), який будують в Австралії. Він має стати найпотужнішим радіотелескопом у світі.