Nors tai skamba lyg iš pigaus penktojo dešimtmečio mokslinės fantastikos kūrinio, kosminiai lazeriai iš tiesų egzistuoja. Astrofizikai dabar aptiko iki šiol ryškiausią ir tolimiausią tokio tipo objektą.

Šis gigamazeris sklinda iš milžiniško galaktikų susidūrimo, esančio maždaug už 8 mlrd. šviesmečių. Ten suspaustos dujos skatina hidroksilo molekules skleisti itin intensyvias to paties bangos ilgio radijo bangas.

Šį rekordinį milžinišką mikrobangų lazerį aptiko Pietų Afrikoje esantis radijo teleskopas „MeerKAT“, o atradimą papildomai sustiprino gamtinis reiškinys – gravitacinis lęšiavimas.

„Mes matome radijo bangų atitikmenį lazeriui, esantį kitoje Visatos pusėje. Negana to, keliaudamos į Žemę, šios radijo bangos dar labiau sustiprinamos idealiai išsidėsčiusios, tačiau su šaltiniu nesusijusios priekinėje plano dalyje esančios galaktikos. Ši galaktika veikia kaip lęšis, panašiai kaip vandens lašelis ant lango stiklo, nes jos masė iškreipia aplinkinį erdvėlaikį“, – teigė Pietų Afrikos Pretorijos universiteto astrofizikas Thato Manamela.

„Taigi turime radijo lazerį, pereinantį per kosminį teleskopą, prieš jį užfiksuojant galingu radijo teleskopu „MeerKAT“. Visa tai kartu leido padaryti nuostabų ir laimingai susiklosčiusį atradimą“, – sakė Thato Manamela.

Nors šiandien šį žodį dažniausiai vartojame kaip įprastą terminą, iš pradžių „lazeris“ buvo akronimas. Jis reiškia šviesos stiprinimą stimuliuotosios spinduliuotės emisijos būdu. Jei vietoje šviesos kalbama apie mikrobangas, toks reiškinys vadinamas mazeriu.

Lazeriai ir mazeriai susidaro labai panašiomis sąlygomis. Reikia didelio kiekio sužadintų atomų arba molekulių ir tam tikros energijos fotonų. Kai fotonas susiduria su atomu ar molekule, jis gali sukelti dar vieno tokio pat energijos lygio fotono emisiją. Šie papildomi fotonai savo ruožtu gali paskatinti dar daugiau emisijų, taip sustiprindami spinduliavimą.

Natūralūs astrofiziniai mazeriai gali susidaryti tokiose sistemose kaip žvaigždžių šildomos kometos, planetų ir žvaigždžių atmosferos, žvaigždėdaros regionai bei supernovų liekanos. Dar galingesnės emisijos, vadinamos megamazeriais, gali atsirasti per dar energingesnius įvykius, pavyzdžiui, veikiant supermasyvioms juodosioms skylėms arba susiduriant galaktikoms.

Naujai aptiktas objektas, pažymėtas kodu HATLAS J142935.3–002836, jau peržengia megamazerio ribą ir patenka į dar retesnę kategoriją – gigamazerius. Jie gali būti milijardus kartų ryškesni už įprastą mazerį.

Tokiam energijos kiekiui išskirti reikia sunkiai suvokiamo galingumo šaltinio. Šiuo atveju jį sukuria dviejų galaktikų susidūrimas ir susiliejimas į vieną. Itin stipri gravitacinė sąveika suspaudžia dujas ir sukelia intensyvų naujų žvaigždžių formavimosi protrūkį. Šių jaunų žvaigždžių skleidžiami fotonai sužadina aplink esančias hidroksilo molekules, sustiprina jų mikrobangų emisiją ir taip suformuoja gigamazerį.

Šio įvykio šviesa iki radijo teleskopo „MeerKAT“ keliavo 7,82 mlrd. metų ir taip pagerino ankstesnį, maždaug 5 mlrd. šviesmečių siekusį atstumo rekordą. Tai taip pat ryškiausias iki šiol užfiksuotas tokio tipo objektas, daugiausia dėl šviesą pakeliui sustiprinusio gravitacinio lęšio efekto.

„Šis atradimas parodo „MeerKAT“ potencialą tirti didelio raudonojo poslinkio hidroksilo megamazerius, gerinti mūsų supratimą apie juos ir suteikti vertingų žymenų, padedančių nagrinėti įvairius galaktikų medžiagos ištekėjimo bei susiliejimo procesų aspektus“, – rašo tyrėjai.