Мощный "космический лазер" обнаружен в глубоком космосе

Мощное лазерное излучение с длиной радиоволны было обнаружено на самом большом расстоянии в глубоком космосе.

Это тип безмассового космического объекта под названием мегамазер, и его свет пролетел 5 миллиардов световых лет, чтобы достичь нас на Земле. Астрономы, обнаружившие его с помощью радиотелескопа MeerKAT в Южной Африке, назвали его Nkalakatha - слово на языке исизулу означает "большой босс".

Информация об открытии была принята в журнал The Astrophysical Journal Letters и доступна на сервере препринтов arXiv.

"Впечатляет, что всего за одну ночь наблюдений мы уже нашли рекордный мегамазер", - сказал астроном Марцин Гловацки из узла Университета Кертина Международного центра радиоастрономических исследований (ICRAR) в Австралии.

"Это показывает, насколько хорош телескоп".

Мазер - это микроволновый эквивалент лазера (усиление света путем стимулированного излучения). Вместо того чтобы излучать видимый свет, мазер излучает микроволны и радиоволны, которые стимулируются и усиливаются. Для астрофизического мазера процессы, усиливающие свет, являются космическими; планеты, кометы, облака и звезды могут создавать мазеры.

Как вы уже догадались, мегамазер - это мазер с серьезной мощностью. Как правило, такие излучения производятся объектом, который в каком-то смысле идет вразнос; например, активные сверхмассивные черные дыры могут производить мегамазеры.

Когда пришли данные с первой ночи исследования, рассчитанного на 3 000 часов, Гловацки и команда обнаружили сигнатуру очень специфического типа мегамазеров, ярких в длинах волн, усиленных стимулированными молекулами гидроксила, состоящими из одного атома водорода и одного атома кислорода.

Гидроксильные мегамазеры имеют известный механизм производства. Они испускаются галактиками, которые находятся в процессе столкновения с другой галактикой или недавно столкнулись с ней, в результате чего происходит бурное звездообразование. Гравитационное взаимодействие при таком массивном столкновении сжимает звездообразующий газ, заставляя его с огромной скоростью распадаться на звезды.

Источником мегамазера, обнаруженного Гловацки и его коллегами, является как раз такая галактика под названием WISEA J033046.26-275518.3 - теперь известная как Nkalakatha.

"Когда сталкиваются две галактики, такие как Млечный Путь и галактика Андромеды, от столкновения исходят лучи света, которые видны на космологических расстояниях", - говорит астрофизик Джереми Дарлинг из Университета Колорадо.

"Гидроксильные мегамазеры действуют как яркие огни, которые говорят: здесь происходит столкновение галактик, которое создает новые звезды и питает массивные черные дыры".

Исследование MeerKAT не предназначено для поиска мегамазеров. Оно называется Looking at the Distant Universe with the Meerkat Array (LADUMA), и оно ищет 21-сантиметровую волну, излучаемую нейтральным водородом в ранней Вселенной, растянутым (redshifted) в результате расширения Вселенной.

Длина волны гидроксильного мегамазера, однако, составляет 18 сантиметров; когда она пересвечена, она еще длиннее, и этот пересвеченный сигнал находится в пределах диапазона, обнаруживаемого телескопом.

Поскольку этот участок неба уже активно наблюдался в других диапазонах длин волн, отследить сигнал до галактики-хозяина было довольно просто. Nkalakatha ярка в инфракрасном диапазоне и имеет длинный хвост с одной стороны, который ярко светится в радиодиапазоне, вероятно, в результате гравитационного взаимодействия между двумя слившимися галактиками.

Команда уже запланировала последующие наблюдения за этим удивительным объектом и ожидает найти еще много мегамазеров по мере продолжения исследования.

"MeerKAT, вероятно, удвоит известное число этих редких явлений", - сказал Дарлинг. "В прошлом считалось, что галактики сливаются чаще, и недавно обнаруженные гидроксильные мегамазеры позволят нам проверить эту гипотезу".

Исследование было принято в журнал The Astrophysical Journal Letters и доступно на сайте arXiv.