RW Space

Несмотря на то, что это звучит как что-то из мрачной научной фантастики 50-х годов, «космические лазеры» реальны – и астрофизики теперь обнаружили самый яркий и самый далекий из них.

Этот «гигамазер» возник в результате гигантского галактического столкновения на расстоянии около 8 миллиардов световых лет от нас, где сжатый газ стимулирует молекулы гидроксила излучать интенсивные радиоволны на той же длине волны.

рекордный «гигантский микроволновый лазер» был обнаружен радиотелескопом MeerKAT в Южной Африке с некоторой естественной помощью гравитационного линзирования.

«Мы видим радиоэквивалент лазера на полпути через Вселенную. Мало того, что во время своего путешествия на Землю радиоволны дополнительно усиливаются идеально выровненной, но не связанной с ней галактикой на переднем плане. Эта галактика действует как линза, как капля воды на оконном стекле, потому что ее масса искривляет местную пространство-время», — говорит Тато Манамела, астрофизик из Университета Претории в Южной Африке.

«Итак, у нас есть радиолазер, проходящий через космический телескоп, прежде чем его обнаруживает мощный радиотелескоп MeerKAT — все вместе позволяет сделать удивительное счастливое открытие».

Хотя мы больше не относимся к нему как к таковому, слово «лазер» началось как аббревиатура. Это означает «усиление света за счет вынужденного излучения», но если вы замените свет микроволновым излучением, вы получите «мазер».

И лазеры, и мазеры возникают в одинаковых условиях. Вам нужно много атомов или молекул в возбужденном состоянии и фотонов с определенной энергией, свистящих вокруг. Когда фотон сталкивается с атомом или молекулой, он может вызвать испускание другого фотона на том же энергетическом уровне. Эти дополнительные фотоны могут затем вызвать высвобождение еще большего количества фотонов, усиливая излучение.

Естественные астрофизические мазеры могут возникать в таких системах, как кометы, нагреваемые звездами, планетарные и звездные атмосферы, области звездообразования и остатки сверхновых. Более мощные излучения, известные как мегамазеры, могут производиться еще более энергичными событиями, такими как сверхмассивные черные дыры или сталкивающиеся галактики.

Недавно обнаруженный экземпляр, получивший обозначение HATLAS J142935.3–002836, выходит за рамки статуса мегамазера и попадает в еще более редкую категорию, известную как гигамазер. Они могут быть в миллиарды раз ярче, чем обычный мазер.

Для высвобождения такого количества энергии требуется непостижимая печь, и в данном случае это сила двух галактик, сталкивающихся друг с другом, чтобы стать одной. Интенсивные гравитационные взаимодействия сжимают газ и вызывают вспышку образования молодых звезд. Фотоны этих звездных новорожденных стимулируют плавающие вокруг молекулы гидроксила, усиливая их микроволновое излучение и создавая гигамазер.

По теме: Три сверхмассивные черные дыры обнаружены на пути столкновения в космическом мире

Свет от этого события преодолел 7,82 миллиарда световых лет, чтобы достичь радиотелескопа MeerKAT, превзойдя предыдущий рекорд расстояния в «всего» 5 миллиардов. Это также самое яркое из наблюдаемых до сих пор, во многом благодаря увеличению гравитационной линзы, через которую свет проходит на своем пути сюда.

«Это открытие подчеркивает потенциал MeerKAT для исследования гидроксильных мегамазеров с высоким красным смещением, расширяя наше понимание их сути и предлагая ценные индикаторы для изучения различных аспектов истечений галактик и активности слияний», — пишут исследователи.

Результат принят к публикации в журнале Monthly Уведомления о письмах Королевского астрономического общества. В настоящее время доступен в виде препринта.