Ett radiosignal från universums barndom har nått oss efter miljarder år
Långt inne i universum har ett radiosignal upptäckts som tog miljarder år att nå vår planet. Signalen härstammar från två sammansmältande galaxer och var så stark och kom från så långt bort att astronomerna till en början inte trodde att mätningarna stämde. En sällsynt kosmisk händelse gav radioteleskopet MeerKAT i Sydafrika precis tillräcklig förstärkning för att fånga den.
Ett 8 miljarder år gammalt signal når jorden via en kosmisk omväg
Signalens källa befinner sig på drygt 8 miljarder ljusårs avstånd. När den sändes ut var universum inte ens hälften så gammalt som det är idag. Objektet bär det tekniska namnet HATLAS J142935.3-002836 och är ett system där två galaxer kolliderar med varandra.
Normalt sprids radiovågor ut så kraftigt över de enorma kosmiska avstånden att nästan ingenting återstår när de når jorden. Ändå registrerade det sydafrikanska MeerKAT-teleskopet i april 2025 ett anmärkningsvärt klart radiosignal från just den riktningen.
Tack vare ett sällsynt trippelsamspel i universum fungerade en mellanliggande galax som ett gigantiskt kosmiskt förstoringsglas.
Halvvägs mellan de kolliderande galaxerna och jorden finns en annan, massiv galax. Dess gravitationskraft kröker rummet runt omkring den. Radiovågor som passerar detta gravitationsfält böjs av och komprimeras samman. Detta fenomen kallas gravitationslinsen.
Denna linseffekt förstärkte det ursprungligen svaga signalet med en enorm faktor. Utan denna naturliga kosmiska förstärkare hade MeerKAT inte haft någon chans att registrera det överhuvudtaget.
En lyckosam slump med stort vetenskapligt värde
Ett team under ledning av astrofysikern Marcin Glowacki vid Pretoria-universitetet analyserade data från MeerKAT Absorption Line Survey. I den stora datamängden stack det exceptionella signalet ut. Genom signalens styrka och radiospectrumets form identifierade forskarna en sällsynt källa: en så kallad hydroxyl-megamaser — möjligen till och med en helt ny klass, en "gigamaser".
Det handlar om det mest avlägsna och kraftfullaste signalet av sitt slag som någonsin uppmätts. För astronomer är detta en unik möjlighet att studera processer som normalt bara är synliga mycket närmare oss.
Vad som händer när två galaxer kraschar in i varandra
Radiovågorna kommer från den våldsamma kollisionszonen mellan de två galaxerna. Vid en sådan kosmisk krasch möts gigantiska gasmoln frontalt. Gaset komprimeras, hettas upp och kastas om varandra i ett turbulent kaos.
I denna miljö finns molekyler av hydroxyl — en kombination av syre och väte, ofta betecknad OH. Kollisionen skapar extremt tryck och höga temperaturer, vilket försätter OH-molekylerna i ett exciterat tillstånd där de lagrar upp enorm energi.
När molekylerna frigör denna energi sker det i form av radiovågor. Till följd av omständigheterna börjar många molekyler sända ut på exakt samma våglängd samtidigt, vilket förstärker signalen enormt. Processen liknar den hos en laser, men på radiofrekvenser och i galaktisk skala. Forskare kallar detta för en "maser", och när den är extremt kraftfull — en "megamaser".
- Vanlig maser: relativt svag, naturlig radiokälla i rymden
- Megamaser: upp till miljontals gånger starkare, ofta vid kolliderande galaxer
- Gigamaser (föreslagen): ännu kraftfullare kategori, där detta objekt möjligen hör hemma
Kollisionen i HATLAS J142935 producerar uppskattningsvis hundratals solmassor i nya stjärnor per år. Som jämförelse bildar Vintergatan ungefär en till två solmassor per år. Denna extrema stjärnbildning håller OH-molekylerna ständigt i ett upphetssat tillstånd, vilket gör att masern förblir aktiv och stark.
Varför detta signal är så exceptionellt
Intensiteten hos det uppmätta radiosignalet överskrider vida vad som tidigare registrerats hos kända hydroxyl-megamasers. Glowacki och hans kollegor föreslår därför att detta objekt placeras i en separat klass. Termen "gigamaser" ska betona den rekordartade styrkan.
Tack vare radiospectrumets karakteristiska form kan forskarna härleda hur snabbt gas roterar runt kollisionszonen och hur stora de turbulenta regionerna är. Det ger en bild av dynamiken i kärnan av sammansmältande galaxer vid en tidpunkt då universum fortfarande befann sig i sin "tidiga vuxenålder".
Varje maser är ett slags kosmiskt fyrtorn som visar var gas klumpar ihop sig och stjärnor bildas i rasande takt.
MeerKAT som försmak på det jättestora radioteleskopet SKA
MeerKAT består av 64 parabolantenner utspridda i den torra Karoo-regionen i Sydafrika. Teleskopet är konstruerat för att fånga upp extremt svaga radiosignaler, framför allt från den södra himmelshälften.
Instrumentet betraktas som en föregångare till Square Kilometre Array (SKA), ett internationellt projekt som ska kombinera tusentals antenner i Sydafrika och Australien. Tillsammans kommer dessa antenner att bilda en effektiv upptagningsyta på nästan en kvadratkilometer.
| Egenskap | MeerKAT | SKA (första fasen) |
|---|---|---|
| Antal antenner | 64 | Tusentals |
| Driftsättning | I drift | Från cirka 2028 |
| Känslighet | Mycket hög | Ungefär tio gånger högre |
| Huvudsyfte | Föregångare och testbädd | Djupkarta över radiouniversum |
Det senaste fyndet visar att strategin fungerar: att systematiskt söka i områden där gravitationslinsers kan vara aktiva. Stora galaxkluster fungerar som ett slags förstoringsglas, vilket får bakgrundskällor att verka många gånger klarare.
Jakten på tusentals dolda kosmiska "lasrar"
Astronomer bedömer att universum är fullt av liknande masers, men att de flesta förblir osynliga eftersom signalerna helt enkelt är för svaga. Bara där en gravitationslins är exakt rätt inriktad sticker en sådan maser fram för våra radioteleskop.
MeerKAT och sedermera SKA väntas kunna spåra upp tusentals sådana källor. Det skulle skapa en omfattande katalog över masers genom den kosmiska historien — en lista som ger insikt i hur ofta galaxer kolliderar, hur mycket gas som frigörs och hur kraftigt stjärnbildningen därigenom triggas.
Genom att följa masers rekonstruerar astronomer i princip galaxernas kärleksliv: varje kollision lämnar ett tydligt radiosignal efter sig.
Vad detta lär oss om universums utveckling
Hydroxyl-masers markerar platser där stora mängder molekylärgas koncentreras. Det gaset utgör råmaterialet för nya stjärnor. Mätningar av masers i avlägsna galaxer visar hur gas var fördelad när universum var yngre, och hur snabbt dessa gasreserver omvandlades till stjärnor.
Genom att jämföra masers på olika avstånd skapas en slags tidslinje. Täta gasmoln i det tidiga universum uppvisar andra signaturer än senare kollisioner, där mycket gas redan bundits upp i tidigare stjärngenerationer. Det hjälper till att testa teorier om hur galaxer bildas och utvecklas.
För de som inte är insatta är de centrala begreppen ofta abstrakta. Här är en enkel referenspunkt:
- Ett ljusår är den sträcka ljuset tillryggalägger på ett år — ungefär 9,5 biljoner kilometer.
- En gravitationslins är inget fysiskt föremål, utan effekten av massa som kröker rummet så att ljusbanor böjs av.
- En maser är ett naturligt radiofyrtorn som uppstår när många molekyler sänder på samma frekvens samtidigt.
Forskare varnar samtidigt för ett växande problem: den ökande radiostörningen från satellitnettverk och jordbaserad kommunikation. Ju känsligare teleskopen blir, desto snabbare förstör störande signaler från vår egen teknologi mätningarna. Att skydda "tysta" radiozoner på jorden blir därmed en allt större utmaning i takt med att vi vill blicka djupare in i radiouniversum.
