Астрономи ідентифікували найпотужніший і найвіддаленіший мікрохвильовий лазер — явище, відоме як мазер, що коли-небудь спостерігався, що виходить від двох галактик, що зливаються, на відстані близько 8 мільярдів світлових років. Це відкриття, зроблене за допомогою телескопа MeerKAT у Південній Африці, дає унікальний погляд на умови ранніх галактичних зіткнень та може переосмислити наше розуміння того, як галактики еволюціонували у дитинстві Всесвіту.
Що таке Мазер?
Мазер (Мікрохвильове Посилення Викликаним Випроміненням) – це по суті лазер, що працює в мікрохвильовій частині електромагнітного спектра. Як і лазер, йому потрібні особливі умови для формування:
- Збуджені Атоми: Атоми повинні спочатку бути енергізовані в нестійкий, високоенергетичний стан.
- Визване Випромінювання: Коли фотони (частинки світла) взаємодіють із цими збудженими атомами, вони змушують їх вивільняти додаткові фотони тієї ж частоті, створюючи когерентний промінь випромінювання.
У галактиках цей процес відбувається, коли газові хмари стискаються під час зіткнень, що призводить до збільшення зіркоутворення. Результуюче світло може збуджувати гідроксильні іони (комбінації водню та кисню) до вищих рівнів енергії. Під впливом радіохвиль – часто від надмасивних чорних дірок – ці іони раптово вивільняють концентрований імпульс мікрохвильового випромінювання, формуючи мазер.
Відкриття H1429-0028
Нововиявлений мазер походить від галактики H1429-0028. Його екстремальна яскравість частково зумовлена гравітаційним лінзуванням : масивна передня галактична освіта згинає і збільшує світло від H1429-0028, роблячи його ще яскравішим, ніж він був би в іншому випадку.
Команда під керівництвом Роджера Діна з Університету Преторії спочатку шукала галактики, багаті на молекулярний водень, коли наткнулася на надзвичайно сильний сигнал мазера. “Це було випадковістю”, – сказав Дін, зазначивши, що сигнал “відразу став рекордним”.
Гігамазери та Майбутні Перспективи
Інтенсивність цього мазера передбачає, що він може належати до нового, потужнішого класу: * гігамазеру . Цей промінь оцінюється в 100 000 разів яскравіший, ніж зірка *, концентрований у вузькому частотному діапазоні.
Квадратний Кілометр, радіотелескоп нового покоління, що знаходиться на стадії розробки, дозволить астрономам виявляти подібні мазери на ще більших відстанях. Ці спостереження далеких галактичних мазерів дадуть критичні дані про те, як галактики зливались у ранньому Всесвіті, оскільки ці умови вкрай специфічні:
«Вам потрібна ця емісія безперервного радіовипромінювання, і вам потрібна ця інфрачервона емісія, яку ви дійсно отримуєте тільки від пилу, нагрітого навколо зірок, що формуються. Щоб отримати ці дуже специфічні фізичні умови для мазера, вам потрібні галактики, що зливаються». – Метт Джарвіс, Оксфордський університет.
Умови, необхідні для формування мазера – інтенсивне зіркоутворення, радіовипромінювання і специфічний склад пилу – вказують на галактики, що зіткнулися. Вивчаючи ці далекі сигнали, вчені сподіваються реконструювати тимчасову шкалу галактичних злиттів і краще зрозуміти, як утворилися великі структури у Всесвіті.
На закінчення, виявлення цього рекордного мазера — це не лише астрономічне досягнення, а й сходинка до розкриття таємниць раннього Всесвіту. Майбутні спостереження обіцяють розкрити більше інформації про еволюцію галактик, надавши чіткішу картину того, як виник космос.
