For otte milliarder år siden skete der noget voldsomt i universet – først nu er ekkoet nået et radioteleskop i Sydafrika.
Et usædvanligt radiosignal fra to kolliderende galakser, som blev udsendt for mere end otte milliarder år siden, er blevet registreret af det sydafrikanske radioteleskop MeerKAT. Opdagelsen var kun mulig takket være en sjælden kombination af galaktiske kollisioner, gravitation og et kosmisk «forstørrelsesglas».
Et radiosignal har rejst gennem halvdelen af universets historie
Signalet stammer fra objektet HATLAS J142935.3-002836, et kaotisk galaksesystem mere end otte milliarder lysår fra Jorden. Da signalet blev udsendt, var universet kun omkring fem milliarder år gammelt – mindre end halvt så gammelt som i dag.
Normalt ville radiostråling fra så enorme afstande være alt for svag til at kunne registreres. Undervejs gennem rummet bliver signalet gradvist svækket. I dette tilfælde skete der dog noget helt særligt.
En anden galakse ligger præcist mellem kilden og Jorden og fungerer som en naturlig kosmisk linse, der forstærker radiosignalet mange gange.
Den enorme masse bøjer selve rumtiden omkring galaksen. Dette fænomen kaldes en gravitationslinse. Radiobølgerne afbøjes og samles på samme måde, som lys fokuseres gennem en glaslinse – blot er det her selve rumtiden, der fungerer som linsen.
Takket være denne perfekte opstilling mellem kilden, linsen og Jorden blev signalet koncentreret nok til at kunne registreres af MeerKAT-teleskopet i Karoo-ørkenen i Sydafrika. Uden denne usædvanlige kosmiske geometri ville signalet være druknet i universets baggrundsstøj.
MeerKAT – 64 antenner lytter til universets svageste signaler
MeerKAT består af 64 parabolantenner, fordelt over et stort område i den sydafrikanske Karoo-ørken. Sammen fungerer de som ét gigantisk «øre», der opfanger ekstremt svage radiobølger fra det dybe univers.
I april 2025 registrerede teleskopet det usædvanlige signal.
Et internationalt forskerhold ledet af astronomen Marcin Glowacki fra University of Pretoria analyserede data fra MeerKAT Absorption Line Survey og opdagede det bemærkelsesværdige radiospektrum fra HATLAS J142935.
MeerKAT i tal:
- Placering: Karoo-ørkenen, Sydafrika
- Antal antenner: 64
- Arbejder med ekstremt svage radiobølger
- Blandt verdens mest følsomme radioteleskoper
- Forløber for det kommende Square Kilometre Array (SKA)
Teleskopets høje følsomhed gjorde forskellen. Hvor ældre radioteleskoper kun ville have registreret baggrundsstøj, kunne MeerKAT tydeligt identificere signalets struktur.
Når galakser kolliderer, opstår en kosmisk radiolaser
Radiosignalet kommer fra et område, hvor to galakser kolliderer.
Under sammenstødet presses enorme mængder gas og støv sammen, hvilket skaber ekstreme temperaturer og tryk.
Her findes molekyler af hydroxyl (OH). Under disse ekstreme forhold bliver de kraftigt exciterede og udsender synkroniseret radiostråling – et fænomen, der minder om en laser, men ved radiobølgelængder.
Dette kaldes en maser (Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation).
Når processen foregår i en hel galakse, taler astronomer om en megamaser, som kan være millioner af gange kraftigere end laboratorielasere på Jorden.
Forskerne mener, at signalet fra HATLAS J142935 er så kraftigt, at det sandsynligvis tilhører en endnu mere ekstrem kategori – en gigamaser.
En galakse med eksplosiv stjernedannelse
Den enorme energi afslører også, hvad der foregår i galaksen.
Kollisionen udløser en voldsom bølge af stjernedannelse. Ifølge forskernes beregninger dannes der hvert år stjerner med en samlet masse på flere hundrede sole.
Til sammenligning producerer vores egen Mælkevej kun få solmasser af nye stjerner om året.
Den intense stjernedannelse holder hydroxylmolekylerne konstant energifyldte, hvilket gør, at maser-processen kan fortsætte næsten uafbrudt.
Gravitationslinser – universets egne teleskoper
Galaksen mellem Jorden og signalets oprindelse spiller en afgørende rolle.
Den fungerer ikke blot som en forstærker, men gør selve observationen mulig.
Gravitationslinser kan:
- forstærke meget svage signaler,
- forvrænge bagvedliggende galakser,
- skabe flere billeder af det samme objekt,
- gøre ellers usynlige objekter observerbare.
Astronomer leder nu målrettet efter områder, hvor massive galakser eller galaksehobe fungerer som naturlige linser.
Det aktuelle fund er den første kendte hydroxyl-gigamaser, der er opdaget ved hjælp af en gravitationslinse. Forskerne ser det som et vigtigt bevis på, at metoden virker og kan afsløre tusindvis af hidtil skjulte objekter.
Næste skridt: Square Kilometre Array
MeerKAT er blot begyndelsen.
I Sydafrika og Australien bygges i øjeblikket Square Kilometre Array (SKA) – verdens største radioteleskop.
Når anlægget står færdigt, vil det kunne registrere endnu svagere radiosignaler fra universets tidligste epoker.
Ved at kombinere SKA’s følsomhed med gravitationslinser håber forskerne at kortlægge molekylære gasskyer i fjerne galakser og få et langt bedre billede af universets udvikling.
Hvad betyder begreberne?
Maser
Fungerer efter samme princip som en laser, men udsender mikrobølger eller radiobølger i stedet for synligt lys.
Megamaser og gigamaser
Ekstremt kraftige masere, som opstår naturligt i galakser med voldsomme fysiske processer som kollisioner og intens stjernedannelse.
Gravitationslinse
Et fænomen, hvor massiv tyngdekraft bøjer rumtiden og fungerer som en naturlig linse, der forstærker og fokuserer lys og radiobølger fra fjerne objekter.
Sådanne observationer giver astronomerne mulighed for at undersøge fysiske forhold, som aldrig kan genskabes i laboratorier på Jorden. Selv små detaljer i radiospektret afslører information om gassens tæthed, bevægelse og kemiske sammensætning.
Fund som dette viser, at universet er langt mere dynamisk, end billeder alene kan fortælle. Bag de spektakulære galaksefotos gemmer der sig et kosmos fyldt med voldsomme sammenstød, eksplosive stjernedannelser og enorme energier – processer, som radioteleskoper nu gør det muligt at studere i hidtil uset detalje.