Bild https://www.sarao.ac.za illustration av en galax 8 miljarder ljusår bort (rött), förstärkt av en orelaterad förgrundsskivgalax vilket resulterar i en röd ring. Genom att dela upp radioljuset i olika färger, som ett prisma, avslöjas hydroxyl-gigamasern (övre högra högra regnbågsfärgade linje). Bildkälla: Inter-University Institute for Data-Intensive Astronomy (IDIA).
Hydroxylmegamasrar finns i centrum i en klass av galaxer som kallas ljusstarka infraröda lysande galaxer (LIRG), med fjärrinfraröda luminositet av mer än hundra miljarder i solljusstyrka. Dessa mycket höga infraröda ljusstyrkor är i många fall inte särskilt ljusstarka i synligt ljus. Till exempel är förhållandet mellan infraröd ljusstyrka och ljusstyrka i blått ljus ungefär 80 för Arp 220 platsen där den första megamasern observerades.
Astronomer som använder MeerKAT-radioteleskopet i Sydafrika har upptäckt den mest avlägsna hydroxylmegamaser som någonsin upptäckts. Den är belägen i en galax där en sammanslagning med en annan galax pågår i mer än 8 miljarder ljusår bort vilket öppnar en ny gräns för radioastronomi.
Hydroxylmegamasrar är naturliga "rymdlasrar". Här sker extremt ljusstarka radiovåglängdsutkast som uppstår när hydroxylmolekyler i gasrika, galaxer sammanslås. Dessa kosmiska kollisioner komprimerar gas och stimulerar stora reservoarer av hydroxylmolekyler som förstärker radioutsläpp. Den fysiska mekanismen är mycket lik laserljus på jorden, men verkar vid en mycket längre våglängd cirka 18 centimeter, snarare än av optisk ljus som våra ögon kan se. När detta speciella radioljus är exceptionellt starkt kallas det en megamaser och kan ses som en "kosmisk fyr" som kan ses över stora delar av universum.
Detta upptäckta system, HATLAS J142935.3–002836, är så avlägset att vi ser det som det var när universum var mindre än hälften av sin nuvarande ålder. Det är både det mest avlägsna och mest lysande som vi känner till. Det är så lysande att den förtjänar klassificeringen gigamaser istället för megamaser. Trots sitt avstånd producerade den en förvånansvärt stark signal vilket beror på den kombinerade kraften från MeerKAT och ett fenomen känt som stark gravitationlinsning.
"Detta system är extraordinärt," beskriver Dr Thato Manamela, SARAO-finansierad postdoktoral forskare vid University of Pretoria och huvudförfattare till den nya studien. "Studieresultat är en kraftfull demonstration av vad MeerKAT kan åstadkomma när det kombineras med avancerad beräkningsinfrastruktur, ändamålsenliga databehandlingspipelines och högutbildad mjukvarusupportpersonal," beskriver professor Roger Deane, medförfattare till studien och chef för Inter-University Institute for Data Intensive Astronomy (IDIA), samt professor vid universiteten i Kapstaden och Pretoria. "Denna synergistiska kombination ger unga sydafrikanska forskare, som Dr Manamela möjlighet att leda banbrytande vetenskap och konkurrera med världens bästa."
"Det här är bara början," beskriver Dr Manamela. "Vi vill inte bara hitta ett system utan hundratals till tusentals. Här vid University of Pretoria genomför vi systematiska undersökningar av universum, bygger nödvändiga beräkningspipelines och algoritmer för att öppna denna observationsfront, och i framtiden med hjälp av radioteleskopet i Square KilometreArray i Australien då det blir klart.."
Upptäckten understryker Sydafrikas växande ledarskap inom dataintensiv radioastronomi, drivet av det starka partnerskapet mellan IDIA och SARAO för att leverera MeerKAT-vetenskap och förbereda för SKA-eran.
Artikeln om studien är godkänd för publicering i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters och förtrycket kan nås via denna länk: https://arxiv.org/abs/2602.13396.
