Astronomer har upptäckt den ljusstarkaste och mest avlägsna masern, en laserliknande mikrovågsstråle, producerad av kolliderande galaxer nästan 8 miljarder ljusår bort. Upptäckten gjordes med MeerKAT-teleskopet i Sydafrika. Fenomenet, förstärkt av gravitationslinsning, kan representera en ny kategori extremt kraftfulla masrar.
Astronomer med hjälp av MeerKAT-radioteleskoparrangen i Sydafrika har observerat en kraftfull maser i galaxen H1429-0028, belägen nästan 8 miljarder ljusår från jorden. En maser uppstår när hydroxidjoner, bestående av väte och syre, exciteras till högre energinivåer av ljus som passerar genom stoftmoln i sammanstötande galaxer. Dessa joner slappnar sedan av vid stimulering av radiovågor, såsom från ett supermassivt svart hål, och avger en fokuserad stråle av mikrovågsstrålning. Teamet, ledd av Roger Deane vid University of Pretoria, riktade inledningsvis MeerKAT – bestående av 64 sammankopplade radioteleskop – mot galaxen för att söka efter molekylärt väte vid 1667 megahertz-frekvensen. Istället upptäckte de en stark signal vid en högre frekvens som indikerar en maser. «Vi tittade snabbt på 1667 megahertz [frekvensen], bara för att se om den ens var detekterbar, och där var den här dånande, enorm [signalen]. Det var omedelbart rekord», sa Deane. Signalens intensitet överträffar tidigare detektioner, vilket ger den potentiell klassificering som gigamaser, med luminositet cirka 100 000 gånger starkare än en stjärna men koncentrerad till en smal del av det elektromagnetiska spektrumet. Ljuset från H1429-0028 förstärks av gravitationslinsning från en mellanliggande massiv galax, vilket förbättrar dess synlighet. Sådana masrar uppstår under specifika förhållanden vid galaxkollisioner, involverande komprimerad gas, stjärnbildning och emissioner från uppvärmt stoft. Matt Jarvis vid University of Oxford noterade att framtida observationer med Square Kilometre Array, en känsligare efterföljare till MeerKAT, kan avslöja liknande masrar från universums tidigaste galaxer och ge insikter i forntida kollisionsprocesser. «[Masrar] kräver mycket precisa förhållanden», förklarade Jarvis. «Du behöver denna radiokontinuumemission och denna infraröda emission, som du verkligen bara får från stoft uppvärmt runt bildande stjärnor. För att få dessa mycket specifika fysikaliska förhållanden för att få masern från början behöver du kolliderande galaxer.» Detta slumpmässiga fynd belyser rollen hos kolliderande galaxer i att producera intensiva strålningsfenomen som är observerbara över kosmiska avstånd.