Призрачный крикун
Интенсивность излучения трудно себе представить: одна спектральная линия светит в тысячу раз ярче в микроволновом диапазоне, чем солнце во всем спектральном диапазоне. Радиоастрономы впервые обнаружили такой интенсивный источник микроволнового излучения в радиогалактике, которая считается довольно шумной.
Радиоастрономия позволяет захватывать области Вселенной, недоступные для оптической астрономии. Сюда входят космические мазеры (M микроволновые A усиление на S стимулированные Eмиссия R излучения) - лазероподобные усилители радиоволн. Астрономы называют мегамазерами чрезвычайно сильные мазеры, обнаруженные в других галактиках, светимость которых в сотни или несколько тысяч раз выше, чем у Солнца. Возбужденный водяной пар излучается здесь на длине волны 1,3 сантиметра в виде одной особенно интенсивной спектральной линии и дает информацию о структуре и динамике его окружения.
Кристиан Хенкель из Института радиоастрономии Макса Планка (MPIfR) в Бонне и его сотрудники, в первую очередь Андреа Тарчи из Института радиоастрономии в Болонье, обнаружили несколько мегамазеров, большинство из которых находятся в активных галактиках. Они также наблюдали галактики, излучающие очень интенсивное радиоизлучение и в которых до сих пор не обнаружено мегамазеров. Ученые впервые смогли обнаружить такой источник излучения в Х-образной галактике 3C403, которая относится к этим «радиогромким» галактикам. Он также содержит самый далекий мегамазер, обнаруженный на сегодняшний день. Она находится на расстоянии около 750 миллионов световых лет от нас и удаляется от Млечного Пути со скоростью 17 000 километров в секунду из-за расширения Вселенной.
Хотя "радиогромкие" и "радиотихие" активные галактики различаются по своим свойствам. Однако ученые предполагают, что физические процессы в окрестностях черных дыр аналогичны. Масса черных дыр может быть в миллиарды раз больше массы Солнца. Они окружены аккреционным диском или тором из пыли и молекул. Однако до сих пор невозможно обнаружить молекулярное излучение из этих центральных областей. Вероятно, это связано с компактностью этих территорий и тем, что они излучают мало обычных радиоизлучений. С другой стороны, при кори излучение усиливается и поэтому может быть измерено на больших расстояниях. Поэтому на сегодняшний день мазеры являются единственной возможностью изучения аккреционных дисков вокруг черных дыр.
Наблюдаемое распределение скорости водяного пара в 3C403 соответствует тому, что ожидается для дискообразного распределения вращающегося вещества вокруг ядра галактики. Только РСДБ-измерения (интерферометрия со сверхдлинной базой), в которых телескопы соединены между собой по всему миру, могут дать окончательную уверенность. Однако, поскольку интенсивность излучения, поступающего на Землю, очень мала, такие измерения в настоящее время все еще трудно проводить. С другой стороны, мазерное излучение сильно флуктуирует, так что его можно было бы обнаружить с помощью РСДБ уже в случае «радиационного всплеска». Такое расследование могло бы предоставить ценную информацию о «монстре» в центре галактики. «С открытием этого мазера мы сделали еще один шаг вперед, - говорит Карл Ментен из MPIfR, - теперь нам просто нужно оставаться на связи и продолжать наблюдения, пока интенсивность не станет достаточной для РСДБ-наблюдений. Тогда мы возьмем его."
В любом случае, это открытие подстегнуло радиоастрономов к поиску новых мегамазеров. Благодаря большой площади сбора и, как следствие, высокой чувствительности 100-метровый радиотелескоп МПиФР играет центральную роль. На сегодняшний день обнаружена 31 такая галактика-мегамазер H2O, более половины из них - на 100-метровом радиотелескопе в Эффельсберге.
Измерения такого типа требуют длительного времени наблюдений, так как излучение, приходящее на Землю, очень слабое и в программу поиска приходится включать множество галактик. Кроме того, измеряемое излучение может сильно различаться; часто требуется несколько наблюдений одной и той же галактики. Настойчивость Хенкель, которая возглавляет долгосрочную наблюдательную кампанию в MPIfR в поисках внегалактической водной кори, теперь окупилась. Потому что теперь отслежен не только самый дальний водный мазер. «Я никогда в жизни не видел столько воды», - заключил он.