既知の宇宙で最強のマイクロ波レーザーを発見

天文学者らは、2つの銀河が衝突することで生成されるレーザーのようなマイクロ波ビームを発見した。これは、これまでに見られたこの現象の最も明るく最も遠い例である。

レーザーを生成するには、まず原子を刺激して不安定な高エネルギー状態にする必要があります。次に、これらの原子に発射される光の粒子、つまりフォトンは、原子を緩和させて独自のフォトンを放出し、その過程でさらに多くのフォトンを生成する連鎖反応を引き起こします。各原子は同一の光子を放出するため、生成される光はすべて同じ周波数であり、コヒーレント光のビームを形成します。

銀河が衝突するときにも同じプロセスが発生する可能性があります。両方の銀河からのガスが圧縮され、より多くの星と光が生成されます。この光は塵の雲を通過した後、水素原子と酸素原子からなるヒドロキシルイオンを励起してより高いエネルギー状態にすることができます。これらの励起されたイオンが超大質量ブラックホールなどから電波で吹き飛ばされると、突然緩和して、メーザーとして知られる非常に明るく集束したマイクロ波放射のビームを生成することがあります。

今、 ロジャー・ディーン 南アフリカのプレトリア大学の博士らは、これまでで最も明るく最も遠いメーザーを、約80億光年離れた銀河H1429-0028に発見した。この銀河からの光は、この銀河と地球の間にある拡大鏡の役割を果たす巨大な銀河によって歪められます。これは、と呼ばれる効果です。 重力レンズ。

ディーン氏らは、南アフリカにある MeerKAT 望遠鏡を使用していた。この望遠鏡は、1 つの巨大な皿のように機能する 64 台の電波望遠鏡が連結されており、明らかな周波数で光を発する水素分子が豊富に含まれる銀河を探していた。しかし、MeerKAT を H1429-0028 に向けると、より高い周波数で強く放射される光が見え、それが強力なメーザーによってのみ生成されることがわかっていました。

「私たちは1667メガヘルツをざっと調べました。 [frequency]、それが検出可能かどうかを確認するためだけに、このドーンと巨大な音が発生しました。 [signal]。それはすぐに記録になりました。「偶然でした。」とディーンは言います。

銀河からの光線は非常に明るいため、メーザーはギガメーザーと呼ばれる独自のカテゴリーに値する可能性があり、私たちに近い銀河で観測されているメガメーザーよりもはるかに強力です。 「これは星の明るさの約10万倍ですが、遠く離れた銀河では、星の非常に小さな部分に集中しています。 [electromagnetic] スペクトルです」とディーンは言います。

MeerKATのはるかに大規模で感度の高いバージョンである南アフリカの平方キロメートルアレイが数年以内に完成し、稼働すれば、はるかに遠い距離にある同様のメーザーを検出できるようになるだろう、と述べている。 マット・ジャービス オックスフォード大学で。

このような遠方の銀河メーザーは、宇宙で最初に形成された銀河の一部に由来しており、はるか昔に銀河がどのように合体していたのかについての正確な情報を与えてくれる可能性があるとジャービス氏は言う。 「[Masers] 「この連続電波放射と赤外線放射が必要ですが、これは形成される星の周りで加熱された塵からのみ実際に得られます。」と彼は言います。そもそもメーザーを取得するためにこれらの非常に特殊な物理的条件を得るには、銀河の合体が必要です。」

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