A csillagászok a legtávolabbi hidroxil-gigamasert 8 milliárd fényéven észlelték a MeerKAT segítségével
Dél-afrikai csillagászok észlelték a valaha feljegyzett legtávolabbi hidroxil-megamazert, amely egy hevesen összeolvadó galaxisból származik, amely több mint 8 milliárd fényévnyire található Terra-től. A MeerKAT rádióteleszkóp által az Sul África pontján rögzített jel kivételes intenzitásával tűnik ki, ami miatt a kutatók gigamasernek minősítették. Az Essa emisszió olyan galaktikus rendszerben fordul elő, amelyet akkor figyeltek meg, amikor az univerzum a jelenlegi korának felénél kevesebb volt.
A jelenség olyan hidroxilmolekulákat foglal magában, amelyek extrém gázsűrűség esetén a természetes lézerhez hasonló módon erősítik a rádióhullámokat. Az észlelést egy előtérben lévő galaxis alkotta gravitációs lencse segítette, amely meggörbítette a téridőt és felerősítette az Terra-ben vett jelet.
A HATLAS J142935.3–002836 jelű objektum összetett spektrumot mutat be 1667 MHz és 1665 MHz emissziós összetevőkkel. Az integrált fényerő a nagyítás korrekciója nélkül olyan értékeket ér el, amelyek felülmúlják a korábbi rekordokat, megerősítve ezzel a típus legfényesebb és legtávolabbi pozícióját.
MeerKAT észlelési részletek
A MeerKAT rádióteleszkóp centiméteres hullámhosszon nagy érzékenységével lehetővé tette a jel rögzítését egy mindössze néhány órán át tartó megfigyelés során. A csapat az adatokat fejlett algoritmusokkal dolgozta fel, hogy azonosítsa a specifikus hidroxil aláírást.
A felfedezésre olyan felmérések keretében került sor, amelyek célja a nagy vöröseltolódású megamazerek feltárása. A célrendszert az erős gravitációs lencse miatt választották ki, amelyet korábban több hullámhosszú megfigyelések során azonosítottak.
A kutatók kiemelik, hogy a MeerKAT és a lencseeffektus kombinációja jelentős erősítést eredményezett. Az Isso lehetővé tette az egyébként az érzékenységi küszöb alatt maradó kibocsátások kimutatását.
A galaktikus egyesülés, mint a jelenség eredete
A gázban gazdag galaxisok ütközései nagy mennyiségben tömörítik össze a molekulafelhőket. Az Esse folyamat a hidroxilmolekulákat körülbelül 18 cm-es hullámhosszon felerősített sugárzás kibocsátására serkenti.
A megfigyelt esetben a többségi összeolvadás szoros csillagtömeg-arányú komponenseket foglal magában. Altas csillagkeletkezési sebesség és nagy molekuláris gáztárolók jellemzik a környezetet.
Ezek az események a galaktikus evolúció fontos jelzői a korai univerzumban. Az intenzív kibocsátás extrém gázsűrűséget és nagy dinamikus aktivitást tükröz.
Erősítés gravitációs lencsékkel
A gravitációs lencse, amelyet az általános relativitáselmélet Einstein-nek jósol, akkor működik, amikor egy hatalmas galaxis igazodik a távoli forrás és a megfigyelő közé. A téridő görbülete átirányítja és felerősíti a rádióhullámokat.
A J142935.3–002836 HATLAS rendszerben az előtérben lévő galaxis z=0,218-nál egy majdnem teljes Einstein gyűrűt hoz létre. A közeli infravörös adatokon alapuló Modelos objektív 8 és 10 közötti nagyítási tényezőt jelez különböző spektrális tartományokban.
Ez a természetes erősítés lehetővé tette számunkra, hogy finom spektrális részleteket figyeljünk meg. Az Componentes 8 km/s-tól körülbelül 300 km/s-ig terjedő szélességekkel a gázdinamika bonyolultságáról árulkodik.
A gigamaser spektrális jellemzői
A spektrum vegyes emissziós vonalakat jelenít meg erősen strukturált profilokkal. A fő komponensek a klasszikus hidroxil-átmeneteknek felelnek meg rádiófrekvencián.
A nagy látszólagos fényerő a gigamaserek közé sorolja az objektumot, ami meghaladja a tipikus megamaser küszöböt. Az Essa intenzitás mind a belső forrást, mind az objektív erősítését tükrözi.
Fontosság a nagy vöröseltolódásos vizsgálatokhoz
A hidroxil megamazerek a galaktikus egyesülések nyomkövetőiként szolgálnak az ősi kozmológiai korszakokban. A z ≈ 1,027-nél történő észlelés kiterjeszti a megfigyelési tartományt a korábbi határokon túlra.
A MeerKAT bemutatja azt a képességet, hogy rádióval tud extrém távolságból felfedezni az univerzumot. Az Futuras, érzékenyebb tömbökkel végzett megfigyelések ezen objektumok nagyobb populációit fedhetik fel.
A felfedezés megerősíti a MeerKAT-hoz hasonló létesítmények szerepét a modern rádiócsillagászatban. Colaborações nemzetközi intézmény járul hozzá a gyűjtött adatok feldolgozásához és értelmezéséhez.
A galaktikus rendszer összetétele
A gazdaobjektum csillagtömege körülbelül 1,3 × 10¹¹ naptömegre becsülhető. A csillagközi gáztartalom eléri a 4,6 × 10¹⁰ naptömeg közeli értéket.
Az infravörös megfigyelésekből származó magas csillagkeletkezési sebesség intenzív csillagkitörési környezetet jelez. A több komponens jelenléte folyamatban lévő fúzióra utal.
Ezek a tulajdonságok összhangban vannak a galaxisok evolúciójának modelljeivel a közepestől a nagy vöröseltolódásig. A tanulmány értékes adatokat szolgáltat a kozmológiai szimulációkkal való összehasonlításhoz.
A felfedezés új lehetőségeket nyit meg az egyesülési fizika kozmológiai léptékű vizsgálatában. Az erős jel egyedülálló ablakot kínál a fiatal univerzum galaxisait formáló folyamatokba.
