Астрономы с помощью радиотелескопа MeerKAT в Южной Африке обнаружили самый удаленный из когда-либо обнаруженных гидроксильных мегамазеров

Он находится в галактике, переживающей бурное слияние, на расстоянии более 8 миллиардов световых лет от нас, что открывает новые горизонты для радиоастрономии.

Что делает эти космические лазеры особенными

Гидроксильные мегамазеры — это природные «космические лазеры», то есть чрезвычайно яркие источники радиоизлучения, возникающие при столкновении богатых газом сливающихся галактик. Эти космические столкновения сжимают газ и стимулируют образование больших скоплений гидроксильных молекул, усиливающих радиоизлучение.

Физический механизм очень похож на принцип работы лазеров на Земле, но работает на гораздо большей длине волны — около 18 сантиметров, а не на оптической длине волны, которую могут воспринимать наши глаза. Когда этот особый радиосигнал особенно яркий, его называют мегамазером — «космическим маяком», который можно увидеть на огромных расстояниях во Вселенной.

Рекордный космический гигамазер

Эта недавно обнаруженная система, HATLAS J142935.3–002836, находится так далеко, что мы видим ее такой, какой она была, когда Вселенной было меньше половины ее нынешнего возраста. Это самая удаленная и самая яркая из известных систем.

На самом деле он настолько яркий, что его можно отнести к классу гигамазеров, а не мегамазеров. Несмотря на расстояние, он испускает удивительно мощный сигнал, что объясняется совокупной мощностью телескопа MeerKAT и явлением, известным как сильное гравитационное линзирование, о котором писал Эйнштейн.

Как гравитационное линзирование усиливает сигнал

«Эта система поистине уникальна», — говорит доктор Тато Манамела, постдокторант Университета Претории и ведущий автор нового исследования.

«Мы наблюдаем радиоэквивалент лазера на другом конце Вселенной. Более того, на пути к Земле радиоволны усиливаются за счет идеально выровненной, но не связанной с ними галактики на переднем плане. Эта галактика действует как линза, как капля воды на оконном стекле, поскольку ее масса искривляет локальное пространство-время».

Итак, у нас есть радиолазер, который проходит через космический телескоп, прежде чем его зафиксирует мощный радиотелескоп MeerKAT. Все это вместе позволило сделать удивительное открытие.

MeerKAT, конвейеры данных и молодые ученые

Благодаря своей конструкции телескоп MeerKAT идеально подходит для обнаружения слабого радиоизлучения на сантиметровых волнах. Однако сбор данных — это только часть задачи: астрономы должны тщательно откалибровать и проанализировать терабайты информации с помощью сложных алгоритмов и масштабируемых вычислительных платформ, прежде чем станут возможны какие-либо прорывные открытия.

«Этот результат наглядно демонстрирует возможности MeerKAT в сочетании с передовой вычислительной инфраструктурой, специализированными конвейерами для обработки данных и высококвалифицированным персоналом, обслуживающим программное обеспечение», — сказал профессор Роджер Дин, соавтор исследования и директор Межуниверситетского института астрономии с интенсивным использованием данных (IDIA), а также профессор Кейптаунского и Преторийского университетов.

«Такое синергетическое сочетание дает молодым южноафриканским ученым, таким как доктор Манамела, возможность заниматься передовыми исследованиями и конкурировать с лучшими учеными мира».

Изучение столкновений галактик и космической эволюции

Гидроксильные мегамазеры — редкое явление. Предыдущие исследования показали, что они возникают в результате самых мощных столкновений галактик, когда огромные запасы газа подпитывают интенсивные вспышки звездообразования и центральные черные дыры. Систематические поиски, подобные тем, что проводятся в рамках глубокого обзора MeerKAT, обещают превратить эти некогда редкие объекты в мощные инструменты для изучения космической эволюции.

«Это только начало», — сказал доктор Манамела. «Мы хотим найти не одну систему, а сотни и тысячи. Здесь, в Университете Претории, мы проводим систематические исследования Вселенной, разрабатываем необходимые вычислительные конвейеры и алгоритмы, чтобы открыть новые горизонты в области наблюдений до того, как будет создана радиообсерватория Square Kilometer Array, и в конечном итоге вместе с ней».

Это открытие подчеркивает растущее лидерство Южной Африки в области радиоастрономии с большим объемом данных, чему способствует тесное партнерство между IDIA и SARAO в области изучения сурикатов и подготовки к эре SKA.

На изображении:

Иллюстрация далекой галактики, находящейся на расстоянии 8 миллиардов световых лет от нас (красная), увеличенной за счет расположенной на переднем плане галактики-диска, не имеющей к ней отношения, в результате чего образуется красное кольцо. Разложение радиоизлучения на разные цвета, как это делает призма, позволяет увидеть гидроксильный гигамазер (верхняя правая радужная линия).

Источник: vk.com

Комментарии: