Это изображение объединяет снимки телескопов Хаббл и Кек II. Галактика на переднем плане, видимая в виде диагональной линии, действует как гравитационная линза. Форма кольца представляет собой размытое изображение галактики H1429-0028 на заднем плане.
НАСА/ЕКА/ESO/Обсерватория Кека
Астрономы наблюдали лазероподобный луч микроволн, возникший в результате столкновения двух галактик, — самый яркий и самый отдаленный пример этого явления, когда-либо наблюдавшийся.
Чтобы создать лазер, атомы сначала необходимо перевести в нестабильное высокоэнергетическое состояние. Затем частицы света, или фотоны, выпущенные в эти атомы, заставят их расслабиться и испустить собственные фотоны, вызывая цепную реакцию, которая приведет к образованию еще большего количества фотонов. Поскольку каждый атом излучает один и тот же фотон, весь излучаемый свет имеет одну и ту же частоту, создавая луч когерентного света.
Тот же процесс может произойти при столкновении галактик. Газ в обеих галактиках сжимается, производя больше звезд и света. Пройдя через пылевые облака, этот свет может перевести ионы гидроксила, содержащие атомы водорода и кислорода, в более высокое энергетическое состояние. Когда эти возбужденные ионы подвергаются воздействию радиоволн, например, из сверхмассивной черной дыры, они могут внезапно расслабиться и произвести луч чрезвычайно яркого и сфокусированного микроволнового излучения, известный как мазер.
Теперь Роджер Дин из Университета Претории в Южной Африке и его коллеги наблюдали самый яркий и самый далекий мазер, когда-либо наблюдавшийся, в галактике под названием H1429-0028, находящейся на расстоянии около 8 миллиардов световых лет от нас. Свет этой галактики искажается гигантской галактикой между ней и Землей, которая действует как увеличительная линза — эффект, называемый гравитационным линзированием.
Дин и его коллеги использовали телескоп MeerKAT в Южной Африке для поиска галактик, богатых молекулярным водородом, который состоит из 64 связанных радиотелескопов, которые действуют как гигантская тарелка, излучая свет на контрольной частоте. Но когда они направили MeerKAT на H1429-0028, они увидели, что свет излучается сильно на более высокой частоте, который, как они знали, создается только мощными мазерами.
«Мы бегло рассмотрели частоту 1667 МГц. [frequency]Просто чтобы посмотреть, можно ли его вообще обнаружить, а оно быстро росло, огромно. [signal]. Это мгновенно стало рекордом, — говорит Дин, — это произошло по счастливой случайности.
Луч света из галактики настолько ярок, что мазер может заслуживать отдельного класса, называемого гигамазером, гораздо более мощного, чем мегамазеры, которые наблюдались в более близких к нам галактиках. «Это примерно в 100 000 раз превышает яркость звезды, но сосредоточено на очень маленькой территории, в далекой галактике. [electromagnetic] Спектр», — говорит Дин.
Когда в ближайшие годы будет завершена и введена в эксплуатацию гораздо более крупная и чувствительная версия MeerKAT, массива квадратных километров в Южной Африке, мы сможем обнаруживать подобные мазеры на гораздо больших расстояниях, говорит Мэтт Джарвис из Оксфордского университета.
Джарвис говорит, что такие далекие галактические мазеры могли бы принадлежать одним из первых галактик, образовавшихся во Вселенной, и могли бы дать нам точную информацию о том, как галактики сливались в давние времена. «[Masers] Требуются очень точные условия», — говорит он. «Вам нужно это радиоконтинуальное излучение и вам нужно это инфракрасное излучение, которое на самом деле вы получаете только от горячей пыли вокруг формирующихся звезд. Чтобы получить эти конкретные физические условия, которые в первую очередь привели к появлению мазера, необходимо слияние галактик.
Испытайте небесные блики Чили. Посетите некоторые из самых технологически продвинутых обсерваторий в мире и понаблюдайте за звездами под самым чистым небом на Земле. Предмет:
Мировая столица астрономии: Чили
