science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Planetaire nevellasers

De Mierennevel (Menzel 3) zoals gezien door Hubble. Astronomen hebben waterstoflaseremissie van dit object gedetecteerd - de eerste keer dat lasers of masers overtuigend zijn waargenomen in een planetaire nevel. Krediet:NASA/Hubble

Astronomische masers (de radiogolflengte-analogen van lasers) werden meer dan vijftig jaar geleden voor het eerst in de ruimte geïdentificeerd en zijn sindsdien op veel locaties waargenomen; astronomische lasers zijn sindsdien ook gezien. Enkele van de meest spectaculaire masers zijn te vinden in gebieden met actieve stervorming; in één geval straalt het gebied evenveel energie uit in een enkele spectraallijn als onze zon in zijn gehele zichtbare spectrum. Meestal is de maserstraling afkomstig van moleculen zoals water of OH die worden geëxciteerd door botsingen en de stralingsomgeving rond jonge sterren. In 1989, maser-emissie van atomen van atomair waterstofgas werd ontdekt rond de ster MWC349.

Sindsdien is ontdekt dat deze opmerkelijke bron lijnen uitzendt met infrarode golflengten die kort genoeg zijn om ze te kwalificeren als echte lasers (niet alleen masers). Het object is zorgvuldig gemodelleerd en de gedetailleerde omstandigheden voor het produceren van de lasers en masers zijn bepaald:de lijnen ontstaan ​​voornamelijk in een dichte schijf van geïoniseerd gas, bijna van opzij gezien. Sinds de eerste ontdekking, ondanks vele zoekopdrachten, er is geen andere bron gevonden die zo complex en dramatisch is in zijn emissie als MWC349, hoewel er verschillende andere gevallen van zwakke waterstofmasers zijn gevonden.

CfA-astronoom Rodolfo Montez maakte deel uit van een groep van vijftien astronomen die de Herschel Space Observatory gebruikten om planetaire nevels te bestuderen. Ze ontdekten onverwacht twaalf ver-infrarood waterstoflaserlijnen in een van hen, de nevel Menzel 3. Hoewel zwak vergeleken met andere atoomlijnen in de nevel, de waterstoflijnen zijn veel sterker dan in enige andere bekende planetaire nevel en sterker dan verwacht. Hun relatieve sterktelijnen laten zien dat ze niet afkomstig kunnen zijn van het normale geïoniseerde gas dat wordt aangetroffen in planetaire nevels, maar eerder van omstandigheden die wijzen op hoge dichtheden of enkele ongebruikelijke effecten.

De lijnverhoudingen lijken erg op die in MWC349, wat tot de conclusie leidt dat het lasers zijn. Aangezien Menzel 3 (zoals MWC349) een schijf heeft die edge-on wordt bekeken en een bipolaire uitstroom, de fysieke omstandigheden lijken deze conclusie te ondersteunen. Het nieuwe resultaat voegt nog een natuurlijke laser toe aan een korte kosmische lijst, maar voegt ook een mysterie toe:de radio(maser)lijnen in waterstof in MWC349 en andere bronnen zijn zeer sterke emitters, toch zijn er geen masers gezien in Menzel 3. Er is duidelijk meer te leren over dit object, en over astrofysische lasers.