Astronomen bevestigen een ‘mega-laser’ signaal van 8 miljard lichtjaar ver dat maar niet wil verdwijnen
Wetenschappers hebben met de MeerKAT-radiotelescoop iets opvallends gevonden: een extreem sterke “gigamaser” die radiostraling uitzendt vanuit een melkwegstelsel op meer dan 8 miljard lichtjaar afstand. Deze ontdekking biedt nieuwe wegen om kosmische gebeurtenissen en de structuur van het heelal beter te begrijpen.
Een onverwachte vondst
In de gegevens van de MeerKAT-radiotelescoop dook plots een helder signaal op. In plaats van de verwachte vervaging over grote afstanden bleef de lijn scherp, wat erop wees dat het signaal onderweg versterkt werd. Het radiospectrum waarin de lijn zichtbaar was, is bekend maar de bron zat op een indrukwekkende afstand. Daardoor konden onderzoekers nauwkeurige metingen doen.
Uiteindelijk leidde het signaal naar de bron HATLAS J142935.3.002836. Astronomen hadden dit vervormde melkwegstelsel al eerder gezien, en de bijzondere kenmerken wezen op zwaartekrachtlenswerking (het licht wordt door een voorgrondgalaxie gebogen en versterkt).
Afstand en spectrale vingerafdrukken
Met een roodverschuiving van z=1,027 betekent dit een lichtreistijd van meer dan 8 miljard jaar. Het hydroxylmolecuul (OH) dat de emissie veroorzaakt, zendt radiogolven uit rond een golflengte van ongeveer 18 cm, afkomstig van de hydroxyllijnen nabij 1667 MHz en 1665 MHz. Onder de juiste omstandigheden werken deze lijnen als een versterker: dat noemen sterrenkundigen een “maser”.
Omdat deze maser zo krachtig is (normaal gesproken spreekt men van een hydroxyl-megamaser), bedachten de onderzoekers een nieuwe term: “gigamaser”, om aan te geven dat dit signaal verder reikt en sterker is dan wat eerder bekend was.
Botsende stelsels en versterking
Men beschouwt het systeem als een heftig samensmeltend melkwegstelsel: botsende sterrenstelsels duwen grote hoeveelheden gas en turbulentie in elkaar. Die chaos maakt het voor hydroxylmoleculen mogelijk om straling te versterken via hun pompmechanismen. Observaties wijzen ook op een hoge mate van stervorming in dit stelsel, wat goed past bij zulke fusies.
De sterke zwaartekrachtlenswerking komt van een voorgrondgalaxie die het licht van de achtergrondgalaxie buigt en versterkt. Die combinatie van interne en externe versterking verklaart waarom het signaal zo helder is, zelfs op zulke grote afstand.
Observaties en wat het betekent
De MeerKAT-radiotelescoop, met tientallen schotels, detecteerde het signaal in slechts een paar uur observatietijd, een teken van het vermogen van deze telescoop en van wat hij nog kan ontdekken. Voor sterrenkundigen betekent de vondst van de “gigamaser dat er misschien meer hydroxylsystemen te vinden zijn bij grotere, brede surveys.
In dezelfde dataset werd ook een absorptielijn van neutraal waterstof (H I) gevonden, wat wijst op meerdere gaslagen binnen het stelsel. Die extra gegevens helpen om een completer beeld te krijgen van de complexe interne structuren van zulke gasrijke fusies.
Dr. Thato Manamela van de University of Pretoria zei: “Dit systeem is werkelijk buitengewoon. We zien het radio-equivalent van een laser halverwege het heelal.”
Deze opvallende ontdekking laat zien hoeveel er nog te leren valt over het heelal. Ze nodigt sterrenkundigen uit tot verder speurwerk en om onze ideeën over kosmische verschijnselen steeds opnieuw te toetsen. Terwijl technologie en methoden verbeteren, zullen ongetwijfeld nog meer mysteries aan het licht komen.