Nors pavadinimas „kosminiai lazeriai“ skamba lyg iš pigių 6-ojo dešimtmečio fantastinių romanų, jie yra visiškai realūs – ir astrofizikai ką tik aptiko ryškiausią bei tolimiausią tokį reiškinį iki šiol.
Šis vadinamasis gigamazeris sklinda iš milžiniško galaktikų susidūrimo regiono maždaug už 8 milijardų šviesmečių. Ten suspaustos dujos skatina hidroksilo (OH) molekules skleisti intensyvias radijo bangas tuo pačiu bangos ilgiu.
Rekordinis „milžiniškas mikrobangų lazeris“ buvo aptiktas Pietų Afrikoje veikiančiu MeerKAT radijo teleskopu, kuriam papildomai pasitarnavo ir gravitacinė lęšiavimo reiškinio suteikiama pagalba.
„Matome radijo atitikmenį lazeriui už pusės Visatos kelio. Dar daugiau – keliaudamos į Žemę, radijo bangos yra papildomai sustiprinamos idealiai išsirikiavusios, tačiau jokiu kitu būdu nesusijusios priekinės galaktikos. Ji veikia kaip lęšis, panašiai kaip vandens lašas ant lango, nes jos masė iškreipia aplinkinį erdvėlaikį,“ – aiškina astrofizikė Thato Manamela iš Pretorijos universiteto Pietų Afrikoje.
„Taigi turime radijo lazerį, praeinantį pro kosminį teleskopą, prieš jam pasiekiant galingą MeerKAT radijo teleskopą – viskas kartu leido padaryti nuostabiai atsitiktinį atradimą.“
Žodis „lazeris“ iš pradžių buvo akronimas, reiškiantis „šviesos stiprinimas naudojant stimuliuotą spinduliuotės emisiją“ (angl. light amplification by stimulated emission of radiation). Jei vietoje šviesos paminėsime mikrobangas, gausime maserį – mikrobangų diapazone veikiantį „lazerį“.
Lazeriai ir maseriai susidaro esant panašioms sąlygoms. Reikia didelio skaičiaus sužadintų atomų ar molekulių ir fotonų, turinčių tam tikrą energiją. Kai toks fotonas pataiko į atomą ar molekulę, jis gali paskatinti išspinduliuoti dar vieną fotoną tokios pačios energijos. Šie papildomi fotonai savo ruožtu išmuša dar daugiau fotonų, ir taip spinduliuotė vis labiau stiprėja.
Natūralūs astrofiziniai maseriai gali susidaryti įvairiose sistemose: kaitinamose kometų aplinkose prie žvaigždžių, planetų ir žvaigždžių atmosferose, žvaigždėdaros regionuose bei supernovų liekanose. Dar galingesnės emisijos, vadinamos megamazeriais, kyla dar energingesniuose reiškiniuose – pavyzdžiui, prie supermasyvių juodųjų skylių ar susidūrus galaktikoms.
Naujai aptiktasis objektas HATLAS J142935.3–002836 pranoksta net megamazerio lygį ir patenka į dar retesnę gigamazerio kategoriją. Tokie šaltiniai gali būti milijardus kartų ryškesni už įprastą maserį.
Toks milžiniškas energijos išsiskyrimas reikalauja neįsivaizduojamos „krosnies“ – šiuo atveju tai dviejų susiduriančių ir į vieną susiliejančių galaktikų galia. Intensyvios gravitacinės sąveikos suspaudžia dujas ir sukelia staigų jaunų žvaigždžių formavimosi protrūkį. Šių naujagimių žvaigždžių fotonai veikia aplink sklendinčias hidroksilo molekules, sustiprindami jų mikrobangų spinduliuotę ir taip sukurdami gigamazerį.
Šio įvykio šviesa iki MeerKAT radijo teleskopo keliavo 7,82 milijardo šviesmečių. Taip buvo pagerintas ankstesnis atstumo rekordas, siekęs „tik“ apie 5 milijardus šviesmečių. Tai ir ryškiausias iki šiol stebėtas gigamazeris, daugiausia dėl to, kad jo spinduliuotę pakeliui dar padidina gravitacinis lęšiavimas.
„Šis atradimas pabrėžia MeerKAT potencialą tirti didelio raudonojo poslinkio hidroksilo megamazerio šaltinius. Tai padės geriau juos suprasti ir suteiks vertingų žymeklių, leidžiančių nagrinėti įvairius galaktikų ištekėjimų bei susiliejimų aspektus“, – rašo tyrimo autoriai.
