Masery astronomiczne w kosmosie po raz pierwszy zostały zidentyfikowane ponad 50 lat temu, i od tego czasu były obserwowane w wielu miejscach. Dostrzeżono także lasery astronomiczne. Niektóre z najbardziej spektakularnych maserów znajdują się w regionach aktywnej formacji gwiazd. W jednym przypadku region emituje tyle energii w pojedynczej linii widmowej, co Słońce w całym spektrum widzialnym. Zazwyczaj promieniowanie maserowe pochodzi z takich cząstek, jak H2O czy OH, które są wzbudzane przez zderzenia i promieniowanie środowiska wokół młodych gwiazd.
W 1989 roku emisja maserowa z atomów wodoru została odkryta wokół gwiazdy MWC349. Okazało się, że to niezwykłe źródło emituje linie o długości fal podczerwonych wystarczająco krótkich, aby zakwalifikować je jako prawdziwe lasery (a nie tylko masery). Dokonano starannego modelowania obiektu i określono szczegółowe warunki wytwarzania laserów i maserów: Linie powstają głównie w gęstym dysku zjonizowanego gazu widzianego blisko krawędzi. Od początkowego odkrycia, pomimo wielu poszukiwań, nie znaleziono żadnego innego źródła, które jest równie złożone i dynamiczne w emisji jak MWC349, chociaż wskazano kilka innych przypadków słabych maserów wodorowych.
Astronom z Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) Rodolfo Montez należał do grupy 15 astronomów korzystających z Kosmicznego Teleskopu Herschela do badania mgławic planetarnych. Nieoczekiwanie odkryli oni 12 wodorowych linii laserowych dalekiej podczerwieni w jednej z nich – mgławicy Menzel 3. Chociaż słabe w porównaniu do innych atomowych linii w mgławicy, linie wodoru są znacznie silniejsze, niż się spodziewano. Ich względne linie wytrzymałości pokazują, że nie mogą pochodzić od normalnego zjonizowanego gazu znajdującego się w mgławicach planetarnych, ale raczej z warunków, które sugerują wysokie gęstości lub jakieś inne niezwykłe efekty. Współczynniki linii są bardzo podobne do tych w MWC349, co prowadzi do wniosku, że są to lasery. Ponieważ Menzel 3 (podobnie jak MWC349) ma dysk widziany z boku oraz dwubiegunowy wypływ materii, warunki fizyczne wydają się potwierdzać ten wniosek. Nowy wynik dodaje jeszcze jeden naturalny laser do krótkiej kosmicznej listy, lecz także dodaje tajemnicę: linie radiowe (maserowe) w wodorze w MWC349 i innych źródłach są bardzo silnymi emiterami, jednak w Menzel 3 nie zaobserwowano maserów. Badacze muszą dowiedzieć się znacznie więcej o tych obiektach oraz o laserach astrofizycznych.
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Więcej:
Planetary Nebula Lasers
Źródło: CfA
Na zdjęciu: Mgławica Mrówka (Menzel 3) widziana przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a. Źródło: NASA/Hubble
