Міжнародна група астрономів за допомогою радіотелескопа MeerKAT, розташованого в Південно-Африканській Республіці, здійснила історичне відкриття, виявивши найвіддаленіший гідроксильний мегамазер за всю історію спостережень. Цей унікальний об’єкт, що є потужним природним космічним лазером, локалізується в зоні хаотичного та інтенсивного злиття двох галактик на відстані понад 8 млрд світлових років від Землі.
Щоб дізнатись останні новини, слідкуйте за нашим каналом Google News онлайн або через застосунок.
Про деталі дослідження розповіли автори наукової праці – постдокторант Університеті Преторії Тато Манамела та керівник Міжуніверситетського інституту астрономії з інтенсивним використанням даних (IDIA), професор університетів Кейптауна та Преторії Роджер Дін.
Читайте також: AERONAUT – про все, що літає вище землі: авіація, БПЛА та дрони, ракети та космос
Унікальність знахідки полягає в її колосальній віддаленості, що дозволяє вченим зазирнути в глибокі шари раннього Всесвіту. Оскільки Великий вибух відбувся приблизно 13,8 млрд років тому, зафіксований сигнал демонструє галактику на етапі її формування, коли космос перебував у своєму «дитячому» віці й не досягав і половини від нинішнього. У той часовий проміжок космічні структури відзначалися значним хаосом, регулярніше стикалися між собою та демонстрували вищу активність порівняно зі спокійними сформованими галактиками, які ми спостерігаємо поблизу сьогодні. Сама ж досліджувана система у своєму власному часовому вимірі за цей період уже встигла повністю трансформуватися або розвинутися.
Виявлений мегамазер функціонує на рівні потужності, що в мільйони разів перевищує показники звичайного галактичного мазера, які зустрічаються в ближчих регіонах Всесвіту. Водночас учені зазначають, що мегамазери та гігамазери належать до космічних радіолазерів, проте гігамазери мають ще в мільярд разів інтенсивнішу світність, що робить їх у 1000 разів потужнішими за мегамазери.
Дивовижна швидкість реєстрації сигналу стала окремим досягненням: команді знадобилося всього п’ять годин спостережень замість сотень годин, які зазвичай потрібні для пошуку таких рідкісних і далеких явищ. Цьому посприяли два фактори. По-перше, ефект гравітаційного лінзування, коли масивне космічне тіло на передньому плані – зірка або інша галактика – виконало роль природного оптичного інструмента, суттєво посиливши слабке випромінювання. По-друге, широка смуга пропускання телескопа MeerKAT дозволила в межах одного сеансу зафіксувати одночасно і гідроксильну лінію, і поглинання нейтрального водню, хоча раніше для цього знадобилося б проведення двох окремих досліджень.
Важливу роль у відкритті відіграли інноваційні методи аналізу інформації. Отримані відомості опрацьовували за допомогою високопроцесорних комп’ютерних систем інституту IDIA. Телескоп MeerKAT щомиті накопичує гігабайти відомостей, формуючи колосальні файли. Щоб виокремити імпульс, який є в мільйони разів слабшим за сигнал мобільного телефона, суперкомп’ютери впродовж кількох діб виконували трильйони математичних операцій, впроваджуючи надійні системи калібрування. Цей процес діє як високотехнологічна мийка, що видаляє цифровий шум і підвищує чіткість фокусування телескопа, перетворюючи сирі радіоперешкод на чисте наукове відкриття.
Це досягнення суттєво коригує розуміння еволюції Всесвіту. Зазвичай для фундаментальних висновків науковцям потрібні великі обсяги вибірки, проте поєднання рекордної віддаленості та оперативності виявлення доводить ефективність планомірних глибоких оглядів. Отримані результати пропонують фахівцям новий інструментарій для аналізу прихованих процесів аномального зореутворення в далеких регіонах космосу. Майбутня обсерваторія SKA та інші перспективні телескопи будуть націлені на пошук таких завуальованих сторінок космічної історії.
Оскільки гідроксильні мегамазери переважно супроводжують процеси галактичного злиття, учені припускають наявність у таких системах пар надмасивних чорних дір, які містяться в ядрі практично кожної великої галактики. Під час злиття ці чорні діри починають зближуватися по спіралі, генеруючи гравітаційні хвилі – коливання простору-часу. Використання мегамазерів для фіксації таких систем дозволяє застати їх на вирішальній стадії розвитку, коли триває зворотний відлік перед їхнім зіткненням і вивільненням колосальної енергії, яку зможуть уловити вимірювальні прилади наступного покоління. Значна інтенсивність зафіксованого сигналу після нетривалого спостереження доводить, що астрономи зможуть реєструвати безліч подібних об’єктів протягом більшої частини космічного часу.
Здійснене відкриття також закріплює провідний статус Південної Африки у сфері радіоастрономії з великими масивами даних. Комплекси на кшталт MeerKAT у поєднанні з аналітичними платформами як IDIA гарантують можливості світового рівня для спостережень та аналізу складної інформації. Це демонструє високий рівень кваліфікації місцевого наукового співтовариства в обробці даних, виокремленні корисних сигналів та їх інтерпретації. На тлі переходу від розвідувальних систем до спорудження найбільшої у світі радіоастрономічної обсерваторії SKAO, Південна Африка має чудові перспективи залишатися головним глобальним хабом, що визначає вектор розвитку цієї наукової дисципліни.
Читайте також:
- Два стартапи з телескопом зробили те, на що у NASA пішли роки і мільярди
- Новий гігант серед телескопів: Обсерваторія В. Рубін вже відкрила 11 тисяч астероїдів