Signál z doby, kdy byl vesmír mladý. Astronomové spatřili srážku starou osm miliard let

Astronomové v Jižní Africe objevili nejvzdálenější a zároveň nejjasnější kosmický laser, jaký kdy byl zaznamenán – světlo k nám dorazilo z více než osmi miliard světelných let. Jeho původcem je bouřlivá srážka dvou galaxií.

Rekordní objekt se jménem HATLAS J142935.3-002836 se nachází zhruba osm miliard světelných let od Země. To znamená, že ho pozorujeme takový, jaký byl v době, kdy měl vesmír méně než polovinu svého současného stáří.

Zachytil jej jihoafrický radioteleskop MeerKAT. „Tento systém je skutečně mimořádný. Pozorujeme rádiový ekvivalent laseru z poloviny vesmíru,“ komentoval autor studie Thato Manamela z univerzity v Pretorii.

Přestože se mluví o „vesmírném laseru“, přesnější je označení maser. Zatímco laser zesiluje světlo ve viditelném spektru, maser pracuje s mikrovlnným zářením. Princip je ale stejný: zesilování záření pomocí stimulované emise.

V tomto případě jde o takzvaný hydroxylový megamaser – extrémně jasné rádiové záření vznikající, když se molekuly hydroxylu v plynem bohatých, srážejících se galaxiích střetávají. Tyto kosmické kolize stlačují plyn a stimulují velké zásoby molekul hydroxylu k zesilování rádiového záření.

Nově objevený objekt je však natolik extrémní, že překonává kategorii megamaseru a spadá do ještě vzácnější třídy: gigamaser.

Srážka galaxií

Za takto obrovskou energií stojí podle výzkumníků dramatická událost – srážka dvou galaxií. Při jejich vzájemném gravitačním zápasu dochází ke stlačování obrovských mračen plynu, což spouští bouřlivé zrození nových hvězd. Právě záření těchto „hvězdných novorozenců“ stimuluje molekuly hydroxylu k zesilování mikrovlnného signálu.

Takové systémy jsou pro astronomy cenné: ukazují fáze extrémního vývoje galaxií, kdy dochází k prudkým výbuchům tvorby hvězd a často i k intenzivnímu „krmení“ centrálních supermasivních černých děr.

Einstein jako nečekaný pomocník

Objev by však pravděpodobně nebyl tak výrazný, nebýt dalšího efektu – gravitační čočky, jejíž existenci předpověděl Albert Einstein. Mezi námi a vzdálenou srážející se galaxií se nachází jiná, bližší galaxie. Ta funguje jako přírodní lupa. Rádiové vlny z gigamaseru tak byly na své cestě k Zemi zesíleny ještě jednou – podobně jako když kapka vody na skle zvětšuje obraz za oknem.

„Máme tak rádiový laser, který prochází kosmickým dalekohledem, než jej zachytí výkonný radioteleskop MeerKAT,“ popsal Manamela.

Podle vědců jde o důkaz, že přístroj MeerKAT dokáže zachytit i extrémně vzdálené a slabé signály z raného vesmíru. Výsledky studie přijal k publikaci. „Toto je teprve začátek,“ řekl Manamela. „Nechceme objevit jen jeden takový systém – chceme jich najít stovky až tisíce.“