Hanno rilevato un impressionante lampo cosmico avvenuto 5.000 milioni di anni fa

Utilizzando il radiotelescopio sudafricano MeerKAT, un team internazionale di ricercatori ha scoperto un potente megamaser: un laser a lunghezza d’onda radio che indica la collisione di galassie. Questo è il megamaser più lontano che sia stato trovato finora.

Le galassie sono vaste isole di materia nell’universo. Contiene centinaia di miliardi di stelle, gas e materia oscura. Quando le galassie si fondono in collisioni di proporzioni cosmiche, il gas che contengono diventa estremamente denso.

In quel momento, il gas può stimolare le molecole di idrossile, che sono composte da un atomo di ossigeno e un atomo di idrogeno, ad emettere Un segnale radio specifico chiamato maser (Un maser è come un laser, ma emette onde radio invece di luce visibile.) Quando questo segnale radio è troppo luminoso, viene chiamato megamaser.

nuove stelle

Quando due galassie si scontrano, come la Via Lattea e la Galassia di Andromeda, i raggi di luce escono dalla collisione e possono essere visti a distanze cosmiche. I megagrazer di idrossile (OH) agiscono come luci lampeggianti che indicano: qui una galassia in collisione sta formando nuove stelle e alimentando enormi buchi neri, spiega Jeremy Darling, dell’Università del Colorado e coautore dello studio.

Gli omopolimeri idrossilici emettono luce con una lunghezza d’onda di 18 cm. I ricercatori osservano che questa luce appartiene alla parte radio dello spettro elettromagnetico, il tipo di luce che il radiotelescopio MeerKAT è progettato per catturare eccezionalmente bene.

finora

Squadra LADUMA (Guardando l’universo lontano usando la matrice di suricati) conduce uno dei grandi esperimenti scientifici di MeerKAT, che ricerca l’idrogeno gassoso neutro nelle galassie situate in una regione del cielo, e lo ricerca a grandi profondità, cioè molto lontane da noi, sia nello spazio che nel tempo.

Misurando l’idrogeno neutro nelle galassie dal lontano passato al presente, LADUMA contribuisce alla nostra comprensione dell’evoluzione dell’universo.

Non è un esercizio semplice, quindi il gruppo di ricerca è composto da scienziati provenienti da Sud Africa, Australia, Cile, Francia, Germania, India, Italia, Giappone, Paesi Bassi, Corea del Sud, Spagna (Istituto di Astrofisica in Andalusia), Stati Uniti . Regno Unito e Stati Uniti.

“LADUMA sta esaminando l’idrogeno all’interno di una singola ‘vuvuzela’ che risale a un’epoca in cui l’universo aveva solo un terzo della sua età attuale”, afferma la professoressa associata Sarah Blyth dell’Università di Cape Town.

luce estesa

Per cercare l’idrogeno, il team sta sondando la luce con una lunghezza d’onda di 21 centimetri, che è stata estesa a lunghezze d’onda più lunghe a causa dell’espansione dell’universo.

Tuttavia, c’è anche luce da altri atomi e molecole e nella loro prima osservazione con MeerKAT, il team ha rilevato un’emissione luminosa di molecole di idrossile che sono state allungate più della lunghezza d’onda originale di 18 cm.

Il direttore di questa indagine, Marcin Glowacki, dell’International Center for Research in Radio Astronomy (ICRAR), spiega: “È impressionante che in una notte di osservazioni con MeerKAT, abbiamo davvero trovato un enorme spostamento verso il rosso da record. LADUMA è pieno Il sondaggio di 3.000 ore sarà il più sensibile nel suo genere.

Quando hanno visto questo segnale nei dati del telescopio e hanno confermato che proveniva dall’idrossile, il team si è reso conto di avere tra le mani un enorme mascara.

algoritmi complessi

Per fare questa scoperta, il team ha dovuto eseguire algoritmi scientifici complessi su grandi quantità di dati. Ciò è stato reso possibile dalla capacità di cloud computing dell’International Data-intensive Institute of Astronomy (IDIA).

Una volta che il team ha appreso che era enorme, ha deciso di cercare la sua galassia ospite. La parte del cielo scoperta dal team LADUMA è stata osservata con raggi X, luce ottica e infrarossa, quindi il team è stato in grado di identificare facilmente la galassia ospite.

Il team sapeva anche che un megamaser così potente e solitario aveva bisogno di un buon titolo e invitava i suggerimenti del pubblico.

La voce vincitrice è stata “Nakalakatha”, la parola Izulu per “grande capo”, suggerita da Zulili Tippani, uno studente di Johannesburg che studia informatica all’Università del Western Cape.

galassia ospite

La galassia ospite di “Nkalakatha” è nota per avere una lunga coda su un lato, che può essere vista nelle onde radio. Si trova a circa 58 zeri seguiti da 21 zeri chilometri dalla Terra, e La luce della megamassa è stata emessa circa 5 miliardi di anni faquando l’universo aveva solo due terzi della sua età attuale.

“Abbiamo già pianificato osservazioni di follow-up dell’enorme maser e, man mano che LADUMA progredisce, faremo molte altre scoperte”, afferma Glowaki.

“MeerKAT probabilmente raddoppierà il numero noto di questi fenomeni rari. In passato si pensava che le galassie si fondassero frequentemente e i megamaser OH recentemente scoperti ci consentiranno di testare questa ipotesi”, afferma Darling.

Sarao in primo piano

I ricercatori affermano che la radioastronomia sta entrando in un momento davvero emozionante con l’imminente Square Kilometer Array e telescopi pionieri, tra cui MeerKAT.

Scoperte non pianificate stanno cominciando a emergere dalla quantità senza precedenti di dati raccolti da questi strumenti.

Il South African Radio Astronomy Observatory (SARAO) guida le attività sudafricane sul radiotelescopio Square Kilometer Array, noto come SKA, in ingegneria, scienza e costruzione. Include strumenti e software di radioastronomia come il telescopio MeerKAT che ha scoperto il maser più distante fino ad oggi.

riferimento

LADUMA: megamaser OH luminoso rilevato a z>0,5. Marcin Glowicki et al. arXiv: 2204.02523v1