Радиотелескоп с пятисотметровой тарелкой FAST поймал сигнал на длине волны 21 сантиметр — так светится холодный водород. Сигнал шёл от облака, которое назвали Cloud-9. Оно висит в пространстве рядом с галактикой M94, но в нём нет ни одной звезды. Это не просто космическое облако газа — это реликтовая водородная капля, сохранившаяся с тех пор, когда Вселенная только остыла после бурной молодости.

Облака вроде Cloud-9 называют RELHIC — «водородные облака, ограниченные эпохой реионизации». Звёзды в них не зажглись, и газ остался почти нетронутым. Обычные галактики полны шума: звёзды взрываются, чёрные дыры выбрасывают вещество. А здесь — тишина. Только тёмная материя своим притяжением удерживает водород в форме облака. Поэтому Cloud-9 — идеальное место, чтобы «взвесить» тёмную материю и понять, как она себя ведёт.

Учёные примерили на Cloud-9 две главные модели тёмной материи. В стандартной модели холодной тёмной материи (CDM) частицы почти не сталкиваются, и плотность гало (невидимого каркаса из тёмной материи) резко растёт к центру — получается «пик». Во второй модели — самодействующей тёмной материи (SIDM) — частицы иногда сталкиваются и «разглаживают» центр, делая его более плоским. Оказалось, что профиль плотности водорода в Cloud-9 можно объяснить в обеих моделях, но с натяжкой. Для стандартной модели требуемое гало отклоняется от обычной зависимости концентрации от массы на 7 сигм — это очень много. А для самодействующей модели отклонение всего около 3 сигм — гораздо ближе к ожиданиям. Другими словами, если тёмная материя умеет взаимодействовать сама с собой, Cloud-9 объяснить легче.

Этот вывод подкрепили компьютерным моделированием. В симуляциях Concerto, где тёмная материя «чувствует» скорость столкновений, нашлись аналоги Cloud-9. Они подтвердили: RELHIC — не просто космическая диковинка, а настоящая лаборатория для проверки свойств тёмной материи. Астрономы получили новый инструмент, чтобы заглянуть в тёмный сектор Вселенной, не отвлекаясь на яркую суету звёзд.