Ну да,эти слова однокоренные ,так как у них есть общее темнота и соответственно корень -тём-
А слово новолуние.я так подозреваю,образовалось от новая луна,то есть после того как луна убывала и ее совсем перестала быть видно,после идет фаза,когда происходит новолуние