« Vraiment extraordinaire » : un méga-laser qui nous tire dessus depuis l’autre bout de l’univers est la « balise cosmique » la plus brillante que nous ayons jamais vue

Les astronomes ont découvert un laser spatial suralimenté tirant sur la Terre depuis l’autre bout de l’univers. Le faisceau d’énergie cosmique, qui nous a été partiellement révélé via une étrange astuce spatio-temporelle prédite pour la première fois par Einstein, est le plus brillant et le plus éloigné de son type jamais observé.

Le laser naturel, appelé « mégamaser hydroxyle », est essentiellement un faisceau géant de rayonnement électromagnétique émis lorsqu’un deux galaxies fusionnent violemment. Au cours de ces collisions cosmiques, des nuages ​​​​géants de gaz sont comprimés, excitant de grands réservoirs de molécules d’hydroxyle (OH) qui libèrent des micro-ondes à haute énergie.

Ceci est similaire à lasers fabriqués par l’hommequi fonctionnent en excitant les particules puis en amplifiant les ondes lumineuses résultantes avec des miroirs. Mais pour les masers, les micro-ondes sont amplifiées à la place de la lumière visible – d’où le « M » au début de leur nom. (Laser est un acronyme pour « amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement » ; remplacez « lumière » par « micro-ondes » et vous obtenez un maser.)

Les chercheurs sont particulièrement intéressé par les mégamasers car ils peuvent faire la lumière sur la façon dont les anciennes galaxies se forment, grandissent, évoluent et meurent. En conséquence, ils sont souvent surnommés « balises cosmiques ».

Dans une nouvelle étude, téléchargée le 13 février sur le serveur de préimpression arXiv et accepté pour une future publication dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, des chercheurs utilisant le télescope MeerKAT – un réseau de 64 antennes paraboliques situées en Afrique du Sud – ont découvert un nouveau mégamaser d’hydroxyle provenant d’une paire de galaxies en collision baptisée HATLAS J142935.3–002836.

Les micro-ondes émises par ce système sont très étendues, environ 18 centimètres de longueur (7 pouces ou 1 665 mégahertz), et sont tellement plus lumineuses que les autres mégamasers que les chercheurs ont proposé que le signal soit classé comme « gigamaser » – le prochain ordre de grandeur théorique pour ces lasers spatiaux.

« Vraiment extraordinaire »

HATLAS J142935.3–002836 était découvert pour la première fois en 2014 et se trouve à environ 8 milliards d’années-lumière de la Terre, ce qui signifie que les micro-ondes que nous voyons ont été émises lorsque l’univers avait environ la moitié de son âge actuel. Cela en fait confortablement le mégamaser le plus éloigné jamais vu.

« Ce système est vraiment extraordinaire », étudie le premier auteur Thato Manamélaun astronome de l’Université de Pretoria en Afrique du Sud, a déclaré dans un déclaration. « Nous voyons l’équivalent radio d’un laser à l’autre bout de l’univers. »

Normalement, les signaux provenant de si loin sont trop faibles pour être captés par des télescopes comme MeerKAT. Cependant, le tir maser de HATLAS J142935.3–002836 a été encore amplifié par un phénomène rare, appelé lentille gravitationnelle, qui a été prédit pour la première fois par Albert Einsteinc’est théorie de la relativité en 1905.

La lentille gravitationnelle se produit lorsque le rayonnement électromagnétique d’un objet distant, tel qu’une galaxie, est courbé autour d’un objet massif positionné directement entre la source et l’observateur. Évidemment, le rayonnement ne se courbe pas réellement (car la lumière se déplace toujours en ligne droite) : au lieu de cela, elle traverse des rayons déformés. espace-temps qui a été déformé par l’immense pesanteur de l’objet du milieu.

Du point de vue de l’observateur, ce phénomène crée souvent un halo de lumière autour de l’objet du milieuconnu sous le nom d' »anneau d’Einstein ». Mais cela agrandit également la source de lumière – ou dans ce cas, la source de micro-ondes – ce qui la rend beaucoup plus visible. plus facile d’analyser l’objet distant.

L’équipe envisage maintenant de diriger MeerKAT vers des systèmes similaires dans l’espoir de découvrir des mégamasers ou des gigamasers plus secrets cachés dans des objets à lentille gravitationnelle, ce qui pourrait considérablement augmenter le nombre de ces lasers spatiaux par ailleurs rares qu’ils peuvent étudier.

« Ce n’est que le début », a déclaré Manamela. « Nous ne voulons pas trouver un seul système, nous voulons en trouver des centaines, voire des milliers. »