Vesmír opäť ukázal, že fyzika dokáže vytvoriť javy, ktoré znejú ako sci-fi. Tím z University of Pretoria zachytil rekordne vzdialený „kozmický laser“, takzvaný hydroxylový megamaser, zo vzdialenosti viac než 8 miliárd svetelných rokov. Signál k nám dorazil z čias, keď vesmír nedosiahol ani polovicu dnešného veku.
Za objavom stojí rádioteleskop MeerKAT, ktorý pracuje s centimetrovými vlnami a dokáže rozlíšiť mimoriadne slabé zdroje žiarenia. V tomto prípade však pomohla aj kozmická náhoda.
Odoberaj Vosveteit.sk cez Telegram a prihlás sa k odberu správ
Čo znamená „kozmický laser“
Hydroxylový megamaser vznikne v momente, keď sa dve galaxie dostanú do násilnej zrážky. Obrovské množstvá plynu sa stlačia, molekuly hydroxylu (OH) sa dostanú do excitovaného stavu a zosilnia rádiové žiarenie na presnej frekvencii okolo 18 centimetrov.
Mechanizmus sa podobá klasickému laseru, len namiesto viditeľného svetla pracuje s rádiovými vlnami. Keď jas dosiahne extrémnu hodnotu, astronómovia hovoria o megamaseri. Nový zdroj HATLAS J142935.3–002836 však presiahol aj túto kategóriu. Jas dosiahol takú úroveň, že tím použil označenie „gigamaser“.
Zdroj: dunhel / depositphotos.com
„Vidíme rádiový ekvivalent laseru z polovice vesmíru,“ vysvetlil vedúci autor štúdie, Thato Manamela.
Molekula hydroxylu pozostáva z jedného atómu kyslíka a jedného atómu vodíka. Pre astronómov funguje ako spoľahlivý indikátor podmienok v galaxii. Tam, kde sa objaví silný OH megamaser, nachádza sa hustý a relatívne chladný plyn, presne ten materiál, z ktorého vznikajú nové hviezdy.
Populárna spravodajská aplikácia pre iOS a Android dostala veľkú aktualizáciu. Pribudlo množstvo nových funkcií, ktoré musíš vyskúšať
Takýto signál teda nepredstavuje len kuriozitu. Oznamuje, že v danej galaxii prebieha extrémne intenzívna tvorba hviezd. Znamená to teda, že pred 8 miliardami rokov tam vznikali celé generácie sĺnk.
Hydroxyl tak plní úlohu akéhosi „vesmírneho vlhkomera“. Bez hustého plynu by takýto efekt nevznikol.
Gravitačná šošovka ako zosilňovač
Signál by však v takej sile nedorazil bez pomoci gravitačnej šošovky. Počas svojej cesty prešiel okolo inej galaxie, ktorá sa náhodne zarovnala medzi zdrojom a Zemou. Jej hmotnosť zakrivila časopriestor, čo je jav, ktorý predpovedal Albert Einstein a zosilnila žiarenie podobne ako lupa.
„Rádiový laser prešiel cez kozmický ďalekohľad ešte predtým, než ho zachytil MeerKAT,“ hovorí Manamela.
Výsledok predstavoval kombináciu prírodného zosilnenia a technickej precíznosti.
Časový posun a rozpínanie vesmíru
Keď vedci hovoria, že vidia galaxiu z čias, keď vesmír nedosiahol polovicu dnešného veku, nejde o metaforu. Svetlo, v tomto prípade rádiové vlny, k nám putovali viac než 8 miliárd rokov.
Počas tejto cesty sa vesmír rozpínal. Rádiové vlny sa „natiahli“ a ich frekvencia sa posunula k nižším hodnotám. Tento jav nesie názov kozmologický červený posun.
Astronómovia presne poznajú pôvodnú frekvenciu, na ktorej hydroxyl vysiela. Porovnaním s nameranou hodnotou dokážu vypočítať, ako rýchlo sa vesmír v tom období rozpínal. Každý takýto zdroj tak funguje ako časová značka v kozmickej histórii.
V tomto dramatickom deji majú úlohu aj čierne diery
Zrážka galaxií nevyvolá len tvorbu hviezd. Obrovské množstvo plynu sa gravitačne vrhne do centra systému, kde sa nachádza supermasívna čierna diera. Tá začne intenzívne akumulovať materiál.
Zdroj: Wikimedia
„Tento výsledok ukázal, čo dokáže MeerKAT v spojení s pokročilou výpočtovou infraštruktúrou,“ hovorí spoluautor štúdie Roger Deane.
Gigamasery sa často objavujú práve v systémoch, kde čierna diera prechádza aktívnou fázou. Takéto obdobie môže viesť k vzniku kvazaru, extrémne jasného jadra galaxie, ktoré prežiari celé okolie.
Samotná detekcia predstavovala len začiatok. MeerKAT zhromaždil terabajty dát, ktoré tím analyzoval pomocou špecializovaných algoritmov a výpočtových platforiem. Bez tejto infraštruktúry by signál zanikol v šume.
Objav nepredstavuje jednorazový rekord. Tím plánuje systematické prehliadky oblohy a chce identifikovať stovky až tisíce podobných zdrojov. Každý ďalší gigamaser prinesie nový údaj o tom, ako sa galaxie vyvíjali, ako rýchlo vznikali hviezdy a ako sa kŕmili supermasívne čierne diery.
Páčil sa vám článok? Sledujte nás na Facebooku