นักดาราศาสตร์พบสัญญาณน้ำที่ไกลที่สุดในจักรวาลจนถึงปัจจุบัน การแผ่รังสีจาก maser น้ำถูกปล่อยออกมาเมื่อเอกภพมีอายุเพียง 2.5 พันล้านปีซึ่งเป็นหนึ่งในห้าของอายุปัจจุบัน “ รังสีที่เราตรวจพบนั้นใช้เวลา 11.1 พันล้านปีในการเข้าถึงโลกดร. จอห์นแม็คเคียนจากสถาบันดาราศาสตร์ดาราศาสตร์แห่งเนเธอร์แลนด์ (ASTRON) กล่าว “ อย่างไรก็ตามเนื่องจากจักรวาลนั้นขยายตัวเหมือนกับบอลลูนพองตัวในเวลานั้นทำให้มีระยะห่างระหว่างจุดต่าง ๆ กาแลคซีที่ตรวจพบน้ำอยู่ห่างออกไปประมาณ 19.8 พันล้านปีแสง”
การปล่อยน้ำถูกมองว่าเป็น maser ซึ่งโมเลกุลในก๊าซจะขยายและปล่อยลำคลื่นของคลื่นไมโครเวฟด้วยวิธีเดียวกันกับที่เลเซอร์ปล่อยลำแสงออกมา สัญญาณจาง ๆ สามารถตรวจพบได้โดยใช้เทคนิคที่เรียกว่าเลนส์ความโน้มถ่วงซึ่งแรงโน้มถ่วงของกาแลคซีขนาดใหญ่ในเบื้องหน้าทำหน้าที่เป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศและโค้งและขยายแสงจากกาแลคซีไกลโพ้นเพื่อสร้างลวดลายใบไม้สี่ใบของภาพ MG J0414 + 0534 maser น้ำสามารถตรวจพบได้ในสองภาพที่สว่างที่สุดเท่านั้น
“ เราได้เฝ้าสังเกต maser น้ำทุกเดือนตั้งแต่การตรวจจับและเห็นสัญญาณคงที่โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่ชัดเจนในความเร็วของไอน้ำในข้อมูลที่เราได้รับจนถึงขณะนี้ McKean กล่าว “ สิ่งนี้สำรองการคาดการณ์ของเราว่ามีน้ำอยู่ในเจ็ทจากหลุมดำมวลยวดยิ่งมากกว่าที่จะเป็นแผ่นดิสก์หมุนวนของก๊าซที่ล้อมรอบมัน”
แม้ว่าตั้งแต่การค้นพบครั้งแรกทีมได้ตรวจสอบอีกห้าระบบที่ยังไม่มีผู้เชี่ยวชาญทางน้ำพวกเขาเชื่อว่ามีความเป็นไปได้ที่จะมีระบบที่คล้ายกันจำนวนมากในเอกภพยุคแรก การสำรวจกาแลคซีใกล้เคียงพบว่ามีเพียง 5% เท่านั้นที่มีผู้เชี่ยวชาญน้ำทรงพลังซึ่งเกี่ยวข้องกับนิวเคลียสกาแลคซีที่ใช้งานอยู่ นอกจากนี้การศึกษาแสดงให้เห็นว่าผู้เชี่ยวชาญน้ำที่ทรงพลังมากหายากมากเมื่อเทียบกับคู่ส่องสว่างน้อยของพวกเขา maser น้ำใน MG J0414 + 0534 นั้นมีความส่องสว่างของดวงอาทิตย์ประมาณ 10,000 เท่าซึ่งหมายความว่าถ้านักดำน้ำหายากในเอกภพยุคแรกเท่า ๆ กันโอกาสในการค้นพบนี้จะน้อยลงอย่างไม่น่าเชื่อ
“ เราพบสัญญาณจาก maser น้ำที่ทรงพลังจริงๆในระบบแรกที่เราดูโดยใช้เทคนิคการสร้างแรงโน้มถ่วงของเลนส์ จากสิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับผู้เชี่ยวชาญด้านน้ำในพื้นที่เราสามารถคำนวณความน่าจะเป็นในการหาช่างทำน้ำที่ทรงพลังที่สุดใน MG J0414 + 0534 ให้เป็นหนึ่งในล้านจากการสำรวจเพียงครั้งเดียว ซึ่งหมายความว่านักดำน้ำผู้มีอำนาจจำนวนมากต้องอยู่ในจักรวาลอันไกลโพ้นมากกว่าที่พบในท้องที่เพราะฉันแน่ใจว่าเราไม่โชคดีอย่างนั้น!” ดร. แมคคลีนกล่าว
การค้นพบ maser น้ำถูกสร้างขึ้นโดยทีมนำโดยดร. Violette Impellizzeri โดยใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุ Effelsberg 100 เมตรในประเทศเยอรมนีในช่วงเดือนกรกฎาคมถึงกันยายน 2550 การค้นพบนี้ได้รับการยืนยันจากการสังเกตด้วยการขยายขนาดใหญ่มากในสหรัฐอเมริกาในเดือนกันยายน และตุลาคม 2550 ทีมรวมถึงอลันรอยคริสเตียนเฮงเค็ลและ Andreas Brunthaler จากสถาบัน Max Planck สำหรับดาราศาสตร์วิทยุ Paola Castangia จากหอสังเกตการณ์ Cagliari และ Olaf Wucknitz จากสถาบันดาราศาสตร์ดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยบอนน์ ผลการวิจัยถูกตีพิมพ์ใน Nature ในเดือนธันวาคม 2551
ตอนนี้ทีมกำลังวิเคราะห์ข้อมูลความละเอียดสูงเพื่อค้นหาว่า maser น้ำอยู่ใกล้กับหลุมดำมวลมหาศาลได้อย่างไรซึ่งจะช่วยให้พวกเขามีข้อมูลเชิงลึกใหม่ ๆ เกี่ยวกับโครงสร้างที่ใจกลางกาแลคซีที่เคลื่อนไหวอยู่ในจักรวาลยุคแรก
“ การตรวจจับน้ำในเอกภพยุคแรก ๆ อาจหมายความว่ามีฝุ่นและก๊าซจำนวนมากขึ้นรอบ ๆ หลุมดำที่มีมวลสูงมากในยุคนี้หรืออาจเป็นเพราะหลุมดำนั้นมีความว่องไวมากขึ้นทำให้เกิดการปลดปล่อยมากขึ้น เครื่องบินไอพ่นทรงพลังที่สามารถกระตุ้นการปล่อยน้ำออกมา แน่นอนว่าเรารู้ว่าไอน้ำจะต้องร้อนและมีความหนาแน่นสูงสำหรับเราในการสังเกตการณ์ดังนั้นตอนนี้เรากำลังพยายามสร้างกลไกที่ทำให้ก๊าซมีความหนาแน่นสูง” ดร. แมคเคียนกล่าว
McKean นำเสนอการค้นพบของทีมในสัปดาห์ดาราศาสตร์ยุโรปและวิทยาศาสตร์อวกาศในสหราชอาณาจักรในสัปดาห์นี้
ที่มา: RAS
