Astronomer hittills hittills de mest avlägsna tecken på vatten i universum. Strålningen från vattenmaskaren släpptes ut när universum bara var cirka 2,5 miljarder år gammal, en femtedel av dess nuvarande ålder. "Strålningen som vi upptäckte har tagit 11,1 miljarder år för att nå jorden, säger Dr. John McKean från Nederländska institutet för radioastronomi (ASTRON). "Eftersom universum har expanderat som en uppblåsningsballong under den tiden och sträckt ut avståndet mellan punkter är galaxen där vattnet upptäcktes ungefär 19,8 miljarder ljusår bort."
Vattenemissionen ses som en maser, där molekyler i gasen förstärker och avger strålar av mikrovågsstrålning på ungefär samma sätt som en laser avger ljusstrålar. Den svaga signalen kan endast upptäckas med hjälp av en teknik som kallas gravitationslinsning, där tyngdkraften hos en massiv galax i förgrunden fungerar som ett kosmiskt teleskop, böjande och förstorande ljus från den avlägsna galaxen för att skapa ett klöverblad av fyra bilder av MG J0414 + 0534. Vattenmaskaren kunde bara detekteras i de ljusaste två av dessa bilder.
"Vi har observerat vattnet maser varje månad sedan upptäckten och sett en stadig signal utan någon uppenbar förändring av hastigheten på vattenångan i de data vi har hittills hittills, sa McKean. "Detta säkerhetskopierar vår förutsägelse om att vattnet hittas i strålen från det supermassiva svarta hålet, snarare än den roterande gasskivan som omger det."
Även om teamet sedan den första upptäckten har tittat på ytterligare fem system som inte har haft vattenmaskare, tror de att det är troligt att det finns många fler liknande system i det tidiga universum. Undersökningar av närliggande galaxer har funnit att endast cirka 5% har kraftfulla vattenmaskare associerade med aktiva galaktiska kärnor. Dessutom visar studier att mycket kraftfulla vattenmaskare är extremt sällsynta jämfört med deras mindre lysande motsvarigheter. Vattenmaskaren i MG J0414 + 0534 är ungefär 10 000 gånger solens ljusstyrka, vilket innebär att om vattenmaskare var lika sällsynta i det tidiga universum, skulle chansen att upptäcka denna upptäckt vara osannolikt liten.
”Vi hittade en signal från en riktigt kraftfull vattenmaskare i det första systemet som vi tittade på med hjälp av gravitationslinsningstekniken. Från vad vi vet om överflödet av vattenmaskare lokalt, kan vi beräkna sannolikheten för att hitta en vattenmaskare lika kraftfull som den i MG J0414 + 0534 för att vara en miljon från en enda observation. Det betyder att överflödet av kraftfulla vattenmaskare måste vara mycket högre i det avlägsna universum än det som finns lokalt för jag är säker på att vi bara inte är så lyckliga! ” sa Dr McKean.
Upptäckten av vattenmaskaren gjordes av ett team som leddes av Dr. Violette Impellizzeri med 100-meters Effelsberg-radioteleskopet i Tyskland under juli till september 2007. Upptäckten bekräftades av observationer med Expanded Very Large Array i USA i september och oktober 2007. I teamet ingick Alan Roy, Christian Henkel och Andreas Brunthaler, från Max Planck Institute for Radio Astronomy, Paola Castangia från Cagliari Observatory och Olaf Wucknitz från Argelander Institute for Astronomy vid Bonn University. Resultaten publicerades i Nature i december 2008.
Teamet analyserar nu högupplösta data för att ta reda på hur nära vattenmaskern ligger vid det supermassiva svarta hålet, vilket kommer att ge dem nya insikter i strukturen i mitten av aktiva galaxer i det tidiga universum.
”Denna upptäckt av vatten i det tidiga universum kan innebära att det finns ett högre överflöd av damm och gas runt det supermassiva svarta hålet vid dessa epoker, eller det kan bero på att de svarta hålen är mer aktiva, vilket leder till utsläpp av mer kraftfulla strålar som kan stimulera utsläpp av vattenmaskare. Vi vet säkert att vattenångan måste vara väldigt varm och tät för oss att observera en maser, så just nu försöker vi fastställa vilken mekanism som orsakade att gasen var så tät, ”sa Dr McKean.
McKean presenterade teamets resultat vid European Week of Astronomy and Space Science i Storbritannien denna vecka.
Källa: RAS
