W galaktyce odległej o 11 miliardów lat świetlnych odkryto ślady wody. Najdalsze znane dotychczas miejsce występowania tego związku znajduje się o 3 miliardy lat świetlnych bliżej.

Odkrycie zostało dokonane metodą analizy sygnału radiowego zarejestrowanego przez stumetrowy radioteleskop w Effelsbergu w Niemczech oraz obserwatorium Very Large Array w Nowym Meksyku. Sygnał, w którym wykryto fale o długości świadczącej o istnieniu wody, pochodził z galaktyki MG J0414-0534. W jej centrum znajduje się kwazar – supermasywna czarna dziura emitująca promieniowanie radiowe. Cząsteczki wody zachowują się w stosunku do fal o pewnej charakterystycznej częstotliwości (ok. 6.15 GHz) jak lasery – poprzez emisję wymuszoną wzmacniają siłę sygnału w tej częstotliwości.

Obserwowany przez nas obraz omawianej galaktyki pochodzi z czasów, kiedy wszechświat był w ok. 1/6 swego obecnego wieku. Odkrycie w niej wody może oznaczać, że podobne “wodne masery” we wczesnym wszechświecie występowały częściej niż dziś.

Zbadanie widma galaktyki było możliwe tylko dzięki efektowi soczewkowania grawitacyjnego. Dokładnie na linii prowadzącej z Ziemi do MG J0414+0534, w odległości 8 miliardów lat świetlnych, znajduje się inna galaktyka, której pole grawitacyjne zogniskowało na Ziemi większą ilość promieniowania pochodzącego z obiektu w tle. Szacuje się, że przy nieobecności tego naturalnego teleskopu zbieranie danych do analizy mogłoby trwać nawet tysiąckrotnie dłużej.

Stumetrowa antena radioteleskopu w Effelsbergu w Północnej Nadrenii-Westfalii. Teleskop jest własnością Instytutu Radioastronomii Maxa Plancka, i między rokiem 1972 (inauguracja) a 2000 (otwarcie nieco większego teleskopu w Green Bank, USA) był największym w pełni sterowalnym radioteleskopem świata

Spośród czterech obrazów galaktyki wytworzonych przez soczewkę tylko dwa były wystarczająco jasne, by nadawały się do badań.

Masery wodne obserwowano już w licznych, bliższych galaktykach. Wydaje się, że zazwyczaj powstają one w dyskach wody orbitujących w pobliżu supermasywnych czarnych dziur. Wzmocniona emisja radiowa jest lepiej widoczna w przypadku, gdy Ziemia znajduje się w pobliżu płaszczyzny takiego dysku. Jednak płaszczyzna dysku w MG J0424+0534 jest niemal prostopadła do kierunku obserwacji, co może sugerować inny mechanizm powstawania masera. Być może woda znajduje się również w strumieniach materii wyrzucanych z pobliża kwazara.

Autor

Paweł Laskoś-Grabowski