Між післясвітінням Великого вибуху та появою перших зір минув період, який астрономи називають космічною «темною епохою». Прямо побачити його досі не вдалося. Міжнародна команда під керівництвом University of Cambridge планує використати для цього невеликий супутник CosmoCube, який під час польоту за зворотним боком Місяця буде практично відрізаний від радіоперешкод Землі.

Головна ціль місії — 21-сантиметрова лінія нейтрального водню. Такий сигнал виникав у ранньому Всесвіті до того, як термоядерні реакції запалили перші зорі й почалася cosmic dawn.
На Землі побачити його надзвичайно складно. Потрібні частоти приблизно 10–50 МГц, де земні передавачі, супутники та інші джерела створюють величезний радіофон.
Що показало дослідження
Місяць дає природне рішення. Під час кожної приблизно двогодинної орбіти CosmoCube близько 40 хвилин перебуватиме за зворотним боком Місяця, який фізично закриє супутник від радіосигналів Землі.
За очікувані два роки роботи команда хоче накопичити близько 1000 годин таких «тихих» спостережень. Цього має вистачити, щоб статистично виділити надзвичайно слабкий космологічний сигнал.
У космосі апарат розгорне довгу легку радіоантену. Вбудований Dicke-switched calibrator постійно перемикатиметься між небом та внутрішніми еталонними джерелами, щоб відстежувати власні дрейфи електроніки.
Після передачі даних на Землю дослідники застосують Bayesian statistical methods для відокремлення сигналу раннього водню від набагато сильнішого випромінювання Чумацького Шляху.
Чому це важливо
Спостереження мають допомогти не лише реконструювати перехід від темної епохи до перших зір, а й перевірити, яку роль dark matter відігравала у збиранні водню в перші структури.
Місію вже підтримало UK Space Agency. Команда сподівається запустити CosmoCube протягом найближчих п’яти років.
Учені також попереджають: радіотиша зворотного боку Місяця може бути тимчасовою. Чим більше апаратів і ретрансляторів з’являтиметься на місячних орбітах, тим складніше буде зберегти цей унікальний природний «радіозаповідник».
Джерело: Phys.org / University of Cambridge

853