Astronomové identifikovali nejvýkonnější a nejvzdálenější mikrovlnný laser – fenomén známý jako maser – jaký byl kdy pozorován, vycházející ze dvou splývajících galaxií vzdálených asi 8 miliard světelných let. Tento objev, uskutečněný pomocí dalekohledu MeerKAT v Jižní Africe, poskytuje jedinečný pohled na podmínky raných galaktických kolizí a mohl by přetvořit naše chápání toho, jak se galaxie vyvíjely v počátcích vesmíru.
Co je Maser?
Maser (Microwave Radiation Amplification) je v podstatě laser pracující v mikrovlnné části elektromagnetického spektra. Stejně jako laser vyžaduje speciální podmínky pro vytvoření:
- Vzrušené atomy: Atomy musí být nejprve nabuzeny do nestabilního stavu s vysokou energií.
- Indukované záření: Když fotony (částice světla) interagují s těmito excitovanými atomy, způsobí, že uvolní další fotony se stejnou frekvencí a vytvoří koherentní paprsek záření.
V galaxiích k tomuto procesu dochází, když jsou mračna plynu stlačována během kolizí, což vede ke zvýšené tvorbě hvězd. Výsledné světlo může excitovat hydroxylové ionty (kombinace vodíku a kyslíku) na vyšší energetické hladiny. Když jsou vystaveny rádiovým vlnám – často ze supermasivních černých děr – tyto ionty náhle uvolní koncentrovaný puls mikrovlnného záření a vytvoří maser.
Otevření H1429-0028
Nově objevený maser pochází z galaxie H1429-0028. Jeho extrémní jasnost je částečně způsobena gravitační čočkou : masivní přední galaktická formace ohýbá a zvětšuje světlo z H1429-0028, takže je ještě jasnější, než by jinak bylo.
Tým vedený Rogerem Deanem z University of Pretoria zpočátku hledal galaxie bohaté na molekulární vodík, když narazil na neobvykle silný signál maseru. “Byla to nehoda,” řekl Dean a poznamenal, že signál “se okamžitě stal rekordem.”
Gigamasers a vyhlídky do budoucna
Intenzita tohoto maseru naznačuje, že může patřit do nové, výkonnější třídy: gigamaser. Odhaduje se, že tento paprsek je 100 000krát jasnější než hvězda, soustředěný v úzkém frekvenčním rozsahu.
Čtvercový kilometr, radioteleskop nové generace ve vývoji, umožní astronomům detekovat takové masery na ještě větší vzdálenosti. Tato pozorování vzdálených galaktických maserů poskytnou zásadní informace o tom, jak se galaxie slučovaly v raném vesmíru, protože tyto podmínky jsou extrémně specifické:
“Potřebujete tuto nepřetržitou rádiovou emisi a potřebujete tuto infračervenou emisi, kterou skutečně získáte pouze z prachu zahřátého kolem formujících se hvězd. Chcete-li získat tyto velmi specifické fyzikální podmínky pro maser, potřebujete sloučení galaxií.” – Matt Jarvis z Oxfordské univerzity.
Podmínky nezbytné pro vznik maseru – intenzivní tvorba hvězd, radiová emise a specifické složení prachu – ukazují na srážející se galaxie. Studiem těchto vzdálených signálů vědci doufají, že zrekonstruují časovou osu galaktických sloučení a lépe porozumí tomu, jak velké struktury ve vesmíru vznikaly.
Na závěr, objev tohoto rekordního maseru není jen astronomickým úspěchem, ale také odrazovým můstkem k odhalení záhad raného vesmíru. Budoucí pozorování slibují odhalit více informací o vývoji galaxií a poskytnout jasnější obrázek o tom, jak vznikl vesmír.
