Был обнаружен мощный лазерный луч радиоволн, исходящий с самого большого расстояния в глубоком космосе.
Это тип безмассового космического объекта, называемого мегамазером, и его свет преодолел невероятные 5 миллиардов световых лет, чтобы достичь нас здесь, на Земле. Астрономы, обнаружившие его с помощью радиотелескопа MeerKAT в Южной Африке, назвали его Нкалакатха — слово исизулу, означающее «большой босс».
Открытие было опубликовано в The Astrophysical Journal Letters и доступно на сервере препринтов arXiv.
«Впечатляет, что всего за одну ночь наблюдений мы уже нашли рекордный мегамазер», — сказал астроном Марцин Гловацки из Университета Кертина Международного центра радиоастрономических исследований (ICRAR) в Австралии.
«Это показывает, насколько хорош телескоп».
Мазер — это микроволновый эквивалент лазера (усиление света за счет вынужденного излучения). Вместо того, чтобы излучать видимый свет, мазер излучает микроволновые и радиоволны, которые стимулируются и усиливаются. Для астрофизического мазера процессы, усиливающие свет, являются космическими; планеты, кометы, облака и звезды могут производить мазеры.
Как вы уже, наверное, догадались, мегамазер — это мазер с серьезной силой. Как правило, эти выбросы производятся объектом, который каким-то образом абсолютно бесполезен; например, активные сверхмассивные черные дыры могут создавать мегамазеры.
Когда пришли данные первой ночи исследования, запланированного на 3000 часов, Гловацки и его команда обнаружили сигнатуру мегамазера очень специфического типа, яркого по длине волны, усиленного стимулированными гидроксильными молекулами, состоящего из одного атома водорода и одного атома кислорода.
Гидроксильные мегамазеры имеют известный механизм образования. Они испускаются галактиками, которые находятся в процессе или недавно испытали столкновение с другой галактикой, и в результате происходит звездообразование. Гравитационные взаимодействия такого массивного столкновения сжимают звездообразующий газ, заставляя его коллапсировать в молодые звезды с огромной скоростью.
Источником мегамазера, обнаруженного Гловацки и его коллегами, является именно галактика WISEA J033046.26−275518.3, ныне известная как Нкалаката.
«Когда две галактики, такие как Млечный Путь и галактика Андромеды, сталкиваются, от столкновения исходят лучи света, которые можно увидеть на космологических расстояниях», — сказал астрофизик Джереми Дарлинг из Университета Колорадо.
«Гидроксильные мегамазеры действуют как яркие огни, говорящие: вот столкновение галактик, в результате которого образуются новые звезды и подпитываются массивные черные дыры».
Обзор MeerKAT не был предназначен для поиска мегамазеров. Он называется «Глядя на далекую Вселенную с помощью массива сурикатов» (LADUMA), и он ищет 21-сантиметровую длину волны, излучаемую нейтральным водородом в ранней Вселенной, растянутую (смещенную в красную сторону) расширением Вселенной.
Однако длина волны гидроксильного мегамазера составляет 18 сантиметров; когда они с красным смещением, они еще длиннее, и этот сигнал с красным смещением находился в пределах диапазона, обнаруживаемого решеткой телескопа.
Поскольку область неба широко наблюдалась в других длинах волн, отследить сигнал до родительской галактики было довольно просто. Нкалакатха яркая в инфракрасном диапазоне и имеет длинный хвост с одной стороны, который ярко светится в радиодиапазоне, вероятно, в результате гравитационного взаимодействия между двумя теперь слившимися галактиками.
Команда уже запланировала последующие наблюдения очаровательного объекта и рассчитывает найти еще много мегамазеров по мере продолжения исследования.
«MeerKAT, вероятно, удвоит известное количество этих редких явлений», — сказал Дарлинг. «В прошлом считалось, что галактики сливаются чаще, и недавно открытые гидроксильные мегамазеры позволят нам проверить эту гипотезу».
