Астрономы обнаружили мегамазер — супермощный космический лазер, излучающий из глубокого космоса

Мазер, вместо того, чтобы испускать видимый свет, как лазер, излучает микроволновые и радиоволны, которые имеют свойство усиливаться. Космический мазер, как правило, ассоциируется с астрономическим объектом — источником мазерного излучения. Чаще всего мазеры генерируют планеты, кометы, молекулярные облака и звезды.

Соответственно, мегамазер — это мазер с очень большой мощностью. Как правило, такие излучения идут от объектов наподобие активных сверхмассивных черных дыр. Астрономы обнаружили мегамазер во время наблюдений с радиотелескопа MeerKAT в Южной Африке. Объект назвали Nkalakatha — на языке зулу это слово означает «большой босс». Открытие зафиксировано в The Astrophysical Journal Letters и сейчас выложено в базе препринтов arXiv.

При наблюдении за небольшими участками неба команда астрономов обнаружила сигнатуру мегамазера характерного вида, яркого по всей длине волны и усиленного стимулированными гидроксильными двухатомными молекулами, которые состоят из атома водорода и атома кислорода.

Механизм образования гидроксильных мегамазеров известен астрофизикам. Они излучаются галактиками после столкновения друг с другом, в результате чего наблюдается образование звезд. Вследствие гравитационных взаимодействий при столкновении звездообразующий газ сжимается и коллапсируется в молодые звезды с высокой скоростью. По сути, гидроксильные мегамазеры свидетельствуют, что произошло столкновение галактик, в результате которого идет звездообразование и подпитываются массивные черные дыры.

Примечательно, что телескоп MeerKAT не предназначен для детектирования мегамазеров. Он ищет линии излучения с длиной волны 21 см, испускаемые нейтральным водородом в ранней Вселенной. А длина волны гидроксильного мегамазера составляет 18 см, хотя в сочетании с красным смещением она больше. Красное смещение предполагает, что для наблюдателя длина волны электромагнитного излучения будет больше, чем действительная длина волны от источника.

Сигнал с красным смещением от мегамазера и оказался в пределах обзора MeerKAT, и отследить его до родительской галактики не составляло труда. Источником оказалась яркая в инфракрасном диапазоне галактика WISEA J033046.26−275518.3 с длинным хвостом, который также ярко светится в радиодиапазоне. Nkalakatha — первый гидроксильный мегамазер, который зафиксирован телескопом  MeerKAT, и на сегодняшний день это самый далекий от нас из всех мегамазеров. Он находится примерно в 5 миллиардах световых лет от Земли.

Во время последующих наблюдений команда астрономов планирует обнаружить еще несколько мегамазеров. Ранее считалось, что галактики сливаются чаще, и новые гидроксильные мегамазеры позволят специалистам проверить эту гипотезу. Также ученые собираются определить, как распределяется атомарный водород в галактиках разного возраста, а это, в свою очередь, поможет понять этапы развития нашей Вселенной.