È stata rilevata una potente luce laser a radio-lunghezza d'onda proveniente dallo spazio profondo, alla massima distanza finora mai rilevata. È un tipo di oggetto cosmico senza massa chiamato megamaser, e la sua luce ha viaggiato per 5 miliardi di anni luce prima di raggiungerci qui sulla Terra. Gli astronomi che l'hanno scoperta usando il radiotelescopio MeerKAT in Sud Africa lo hanno chiamato Nkalakatha, una parola Zulu che significa "grande capo".
La scoperta è stata accettata in The Astrophysical Journal Letters ed è disponibile sul server di prestampa arXiv. "È impressionante che, con una sola notte di osservazioni, abbiamo già trovato un megamaser da record", ha dichiarato l'astronomo Marcin Glowacki del nodo Curtin University dell'International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR) in Australia. "Mostra quanto sia buono il telescopio".
Un maser è l'equivalente a microonde di un laser (amplificazione della luce mediante emissione stimolata di radiazioni). Piuttosto che emettere luce visibile, un maser emette microonde e lunghezze d'onda radio che vengono stimolate e amplificate. Per un maser astrofisico, i processi che amplificano la luce sono cosmici; pianeti, comete, nuvole e stelle possono tutti produrre maser.
Un megamaser è quindi un maser con un po' di potenza. Tra le altre cose, i buchi neri supermassicci attivi possono produrre megamaser. Quando i dati sono arrivati dalla prima notte di un'indagine pianificata per 3.000 ore, Glowacki e il team hanno trovato la firma di un tipo molto specifico di megamaser, luminoso in lunghezze d'onda amplificate da molecole di idrossile stimolate, costituite da un atomo di idrogeno e un atomo di ossigeno.
I megamaser idrossilici hanno un meccanismo di produzione noto. Sono emessi da galassie che sono in procinto di, o hanno recentemente subito, una collisione con un'altra galassia, e di conseguenza stanno esplodendo con la formazione di stelle. Le interazioni gravitazionali di un incontro così massiccio comprimono il gas che forma la stella, facendolo collassare in stelle neonate ad un ritmo tremendo. La fonte del megamaser rilevato da Glowacki e dai suoi colleghi è proprio questo, una galassia chiamata WISEA J033046.26−275518.3, ora conosciuta come Nkalakatha.
"Quando due galassie come la Via Lattea e la Galassia di Andromeda si scontrano, fasci di luce escono dalla collisione e possono essere visti a distanze cosmologiche", ha dichiarato l'astrofisico Jeremy Darling dell'Università del Colorado. "I megamaster idrossilici agiscono come luci brillanti che ci dicono che una collisione di galassie sta creando nuove stelle e alimentando buchi neri massicci".
Il sondaggio MeerKAT non è stato progettato per cercare megamaser. Si chiama Looking at the Distant Universe with the Meerkat Array (LADUMA), ed è alla ricerca di una lunghezza d'onda di 21 centimetri emessa dall'idrogeno neutro nell'Universo primordiale, allungata (spostata verso il rosso) dall'espansione dell'Universo. Le lunghezze d'onda di un megamaser ossidrile sono, tuttavia, 18 centimetri; quando sono spostati verso il rosso, sono ancora più lunghi, e quel segnale spostato verso il rosso era all'interno del raggio rilevabile dall'array del telescopio.
Poiché la regione del cielo è stata ampiamente osservata in altre lunghezze d'onda, rintracciare il segnale fino a una galassia ospite è stato abbastanza semplice. Nkalakatha è luminosa nelle lunghezze d'onda infrarosse e ha una lunga coda su un lato che brilla fortemente in onde radio, probabilmente come risultato dell'essere attratta dall'interazione gravitazionale tra le due galassie ora unite.
Il team ha già pianificato osservazioni di follow-up dell'affascinante oggetto e si aspetta di trovare molti altri megamaster. "MeerKAT probabilmente raddoppierà il numero noto di questi rari fenomeni", ha spiegato Darling. "Si pensava che le galassie si fondessero più spesso in passato, e i megamaster idrossilici appena scoperti ci permetteranno di testare questa ipotesi".