Astronomen hebben een ongelooflijk krachtige natuurlijke laser gedetecteerd die door het universum naar de aarde straalt en afkomstig is van een paar botsende sterrenstelsels op 8 miljard lichtjaar afstand. Deze ‘hydroxyl-megamaser’ is de meest verre en helderste in zijn soort die ooit is waargenomen en biedt een uniek inzicht in de vroege evolutie van het heelal en sterrenstelsels.
Hoe ruimtelasers werken
Dit is geen sciencefiction. Deze natuurlijke lasers ontstaan wanneer sterrenstelsels botsen, waardoor enorme gaswolken en opwindende hydroxylmoleculen (OH) worden samengedrukt. Bij deze excitatie komen hoogenergetische microgolven vrij, die vervolgens worden versterkt – vergelijkbaar met hoe door mensen gemaakte lasers licht versterken. Het belangrijkste verschil is dat deze ‘masers’ microgolven versterken in plaats van zichtbaar licht. Het signaal van dit specifieke systeem is zo sterk dat onderzoekers suggereren dat het opnieuw geclassificeerd moet worden als een ‘gigamaser’, een theoretische volgende stap in intensiteit.
De ontdekking van HATLAS J142935.3–002836
De bron, genaamd HATLAS J142935.3–002836, werd voor het eerst geïdentificeerd in 2014. De microgolven die deze uitzendt, zijn uitgerekt tot ongeveer 7 inch lang (1.665 megahertz) en zijn buitengewoon helder. Alleen al de afstand van deze megamaser – uit een tijd waarin het universum ongeveer de helft van zijn huidige leeftijd had – maakt hem van onschatbare waarde voor het bestuderen van de vorming en evolutie van oude sterrenstelsels.
De relativiteit van Einstein speelt een rol
Normaal gesproken zouden signalen van een dergelijke afstand te zwak zijn om te detecteren. Een fenomeen dat werd voorspeld door de relativiteitstheorie van Albert Einstein, namelijk zwaartekrachtlensing, heeft het signaal echter versterkt. Enorme objecten tussen ons en de megamaser vervormen de ruimtetijd, waardoor de microgolven worden gebogen en vergroot. Dit effect, dat soms een ‘Einstein-ring’ van licht creëert, stelt astronomen in staat de verre bron met ongekende helderheid te analyseren.
Waarom dit belangrijk is
Megamasers dienen als ‘kosmische bakens’, waardoor wetenschappers in het vroege universum kunnen kijken. De ontdekking van deze gigamaser toont aan dat deze krachtige signalen vaker voorkomen dan eerder werd gedacht, vooral wanneer ze worden waargenomen door de lens van zwaartekrachtvergroting. Het team is van plan andere systemen met zwaartekrachtlenzen te scannen, in de hoop honderden of duizenden extra megamasers te ontdekken. Dit zal ons begrip van de galactische evolutie en de omstandigheden in het vroege universum aanzienlijk vergroten.
“Dit systeem is werkelijk buitengewoon”, zegt Thato Manamela, de hoofdauteur van de studie, en onderstreept het belang van deze doorbraak. “We zien het radio-equivalent van een laser halverwege het universum.”
Deze ontdekking markeert een grote stap voorwaarts in astrofysisch onderzoek, en voortdurende observatie belooft verdere inzichten in de verre kosmos.
