Innerhalb einer Galaxienverschmelzung befinden sich Hydroxylmoleküle, die aus einem Wasserstoffatom und einem Sauerstoffatom bestehen. Wenn ein Molekül ein Photon bei einer Wellenlänge von 18 cm absorbiert, emittiert es zwei Photonen derselben Wellenlänge. Wenn molekulares Gas sehr dicht ist, typischerweise wenn zwei Galaxien verschmelzen, wird diese Emission sehr hell und kann von Radioteleskopen wie dem MeerKAT nachgewiesen werden. Bildnachweis: © IDIA/LADUMA unter Verwendung von Daten von NASA/StSci/SKAO/MolView
Ein leistungsstarker Radiowellenlaser, „Megamaser“ genannt, wurde vom MeerKAT-Teleskop in Südafrika beobachtet.
Der rekordverdächtige Fund ist der am weitesten entfernte Megamaser seiner Art, der jemals entdeckt wurde, etwa fünf Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt.
Das Licht des Megamasers hat 58 Milliarden Milliarden (58 gefolgt von 21 Nullen) Kilometer zur Erde zurückgelegt.
Das dreifarbige optische Bild der Wirtsgalaxie des Hydroxyl-Megamasers, aufgenommen mit der Hyper Suprime-Cam (HSC) des 8.2-m-Subaru-Teleskops. Bildnachweis: Subaru-Teleskop
Die Entdeckung wurde von einem internationalen Team von Astronomen unter der Leitung von Dr. Marcin Glowacki gemacht, der zuvor am Inter-University Institute for Data Intensive Astronomy und der University of the Western Cape in Südafrika gearbeitet hatte.
Dr. Glowacki, der jetzt am Knoten der Curtin University des International Center for Radio Astronomy Research (ICRAR) in Westaustralien, besagte, dass Megamaser normalerweise entstehen, wenn zwei Galaxien im Universum heftig kollidieren.
MeerKAT-Teleskop. Bildnachweis: © SARAO (South African Radio Astronomy Observatory)
„Wenn Galaxien kollidieren, wird das darin enthaltene Gas extrem dicht und kann konzentrierte Lichtstrahlen auslösen“, sagte er.
„Dies ist der erste Hydroxyl-Megamaser seiner Art, der von MeerKAT beobachtet wurde, und der am weitesten entfernte, der bisher von einem Teleskop beobachtet wurde.
„Es ist beeindruckend, dass wir in nur einer Beobachtungsnacht bereits einen rekordverdächtigen Megamaser gefunden haben. Es zeigt, wie gut das Teleskop ist.“
Das rekordverdächtige Objekt hieß „Nkalakatha“ [ausgesprochen ng-kuh-la-kuh-tah] – ein isiZulu-Wort, das „großer Boss“ bedeutet.
Dr. Glowacki sagte, der Megamaser sei in der ersten Nacht einer Untersuchung entdeckt worden, die mehr als 3000 Stunden Beobachtungen durch das MeerKAT-Teleskop umfasste.
Mit MeerKAT beobachtet das Team schmale Regionen des Himmels extrem tief und wird atomaren Wasserstoff in Galaxien von der fernen Vergangenheit bis heute messen. Die Kombination aus der Untersuchung von Hydroxl-Masern und Wasserstoff wird Astronomen dabei helfen, besser zu verstehen, wie sich das Universum im Laufe der Zeit entwickelt hat.
„Wir haben Folgebeobachtungen des Megamasers geplant und hoffen, viele weitere Entdeckungen zu machen“, sagte Dr. Glowacki.
MeerKAT ist ein Vorläuferinstrument für das Square Kilometre Array – eine globale Initiative zum Bau der weltweit größten Radioteleskope in Westaustralien und Südafrika.
Die Wirtsgalaxie von Nkalakatha, gesehen von Perth, Westaustralien. Es ist etwa 5 Milliarden Lichtjahre entfernt und für das bloße Auge unsichtbar, zwischen Archernar und Aldebaran. Kredit: ICRAR
Referenz: „LADUMA: Entdeckung eines leuchtenden OH-Megamaser bei z>0.5“ von Marcin Glowacki, Jordan D. Collier, Amir Kazemi-Moridani, Bradley Frank, Hayley Roberts, Jeremy Darling, Hans-Rainer Klöckner, Nathan Adams, Andrew J. Baker, Matthew Bershady, Tariq Blecher, Sarah-Louise Blyth, Rebecca Bowler, Barbara Catinella, Laurent Chemin, Steven M. Crawford, Catherine Cress, Romeel Davé, Roger Deane, Erwin de Blok, Jacinta Delhaize, Kenneth Duncan, Ed Elson, Sean Februar, Eric Gawiser, Peter Hatfield, Julia Healy, Patricia Henning, Kelley M. Hess, Ian Heywood, Benne W. Holwerda, Munira Hoosain, John P. Hughes, Zackary L. Hutchens, Matt Jarvis, Sheila Kannappan, Neal Katz, Dušan Kereš, Marie Korsaga, Renée C. Kraan-Korteweg, Philip Lah, Michelle Lochner, Natasha Maddox, Sphesihle Makhathini, Gerhardt R. Meurer, Martin Meyer, Danail Obreschkow, Se-Heon Oh, Tom Oosterloo, Joshua Oppor, Hengxing Pan, DJ Pisano, Nandrianina Randriamiarinarivo, Swara Ravindranath, Anja C. Schröder, Rosalind Skelton,Oleg Smirnov, Mathew Smith, Rachel S. Somerville, Raghunathan Srianand, Lister Staveley-Smith, Masayuki Tanaka, Mattia Vaccari, Wim van Driel, Marc Verheijen, Fabian Walter, John F. Wu und Martin A. Zwaan, Astrophysical Journal Letters.
arXiv: 2204.02523
Interuniversitäres Institut für datenintensive Astronomie
Das Interuniversity Institute for Data Intensive Astronomy ist eine Partnerschaft von drei südafrikanischen Universitäten, den Universitäten von Kapstadt, Westkap und Pretoria sowie dem South African Radio Astronomy Observatory. Das übergeordnete Ziel von IDIA ist es, innerhalb der südafrikanischen Universitätsforschungsgemeinschaft die Kapazität und das Fachwissen in datenintensiver Forschung aufzubauen, um eine globale Führung bei großen MeerKAT-Durchmusterungsprojekten und großen Projekten an anderen SKA-Pfadfinderteleskopen zu ermöglichen.
ICRAR
Das International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR) ist ein Joint Venture zwischen der Curtin University und der University of Western Australia mit Unterstützung und Finanzierung durch die Regierung des Bundesstaates Western Australia.
MeerKAT
Das südafrikanische MeerKAT-Radioteleskop, 90 km außerhalb der kleinen Stadt Carnarvon am Nordkap gelegen, ist ein Vorläufer des Square Kilometre Array (SKA)-Teleskops und wird in die Mittelfrequenzkomponente von SKA Phase 1 integriert. Das MeerKAT-Teleskop ist eine Anordnung von 64 miteinander verbundenen Rezeptoren (ein Rezeptor ist die vollständige Antennenstruktur mit dem Hauptreflektor, dem Subreflektor und allen installierten Empfängern, Digitalisierern und anderer Elektronik). Der MeerKAT wird vom South African Radio Astronomy Observatory gebaut und betrieben.
Das Quadratkilometer-Array
Das Square Kilometer Array (SKA)-Projekt ist eine internationale Initiative zum Bau des weltgrößten Radioteleskops mit schließlich über einem Quadratkilometer (einer Million Quadratmeter) Sammelfläche.
