Новости химической науки > Две новые молекулы могут образовывать мегамазеры

Хотя в 1964 году Нобелевская Премия по физике была вручена за «За фундаментальные работы в области квантовой электроники, которые привели к созданию осцилляторов и усилителей, основанных на принципе лазера — мазера», в наше время лазеры (оптические квантовые генераторы) затмили появившиеся вместе с ними и работающие по сходному принципу мазеры (квантовые генераторы микроволнового излучения).

Тем не менее изучение мазеров актуально, и есть надежда, что изучение нерукотворных квантовых генераторов микроволнового излучения, включая два открытых совсем недавно, сможет помочь ученым получить новую информацию о свойствах сверхмассивных черных дыр и окружающих их галактик, что, в конечном итоге, позволит нам расширидь наши представления о темной материи.

С помощью тридцатиметрового телескопа IRAM исследователи из Китая обнаружили два новых типа космических мегамазеров – рабочим телом одного являются моноксида кремния (SiO), а другого - метанол. Светимость обнаруженных мегамазеров по крайней мере в миллион раз превышает светимость мазеров, обнаруженных в Млечном пути. Таким образом, можно констатировать, что результаты работы китайских астрофизиков увеличили количество молекулярных частиц, способных формировать мегамазеры, на 40%.

Космический мегамазер, нарисованный воображением художника. (Рисунок: © John Kagaya)

Для формирования мазера, то есть усиления и нагнетания микроволнового излучение в условиях космического пространства необходимо облако газа, в котором большинство молекул или молекулярных ионов находится в возбужденном состоянии. При попадании на такое облако внешнего потока энергии, этот поток может инициировать лавинообразное излучение электромагнитной энергии в сантиметровом диапазоне из-за того, что молекулы в результате процесса релаксации переходят на менее высокое по энергии состояние, выделяя при этом энергию. Частота испускаемого излучения является четкой «биркой», позволяющей определить вещество, обеспечивающее работу мазера. До открытия китайских исследователей астрофизикам были известны только космические мазеры из воды, гидроксильных групп и формальдегида.

Почетный директор Национальной радиоастрономической обсерватории США в Вирджинии Фред Ло (Fred K. Y. (Fred) Lo) заявляет, что открытие мегамазеров на основе SiO и метаноле позволит получить новую информацию о природе индуцированного микроволнового излучения.

Молекулы астрофизических мазеров переходят в возбужденное состояние при определенном сочетании астрономических событий или из-за влияния космических тел. По словам руководителя исследования Чжюнжи Вонга (Junzhi Wang) из Обсерватории Шанхая наиболее вероятно, что мегамазер SiO подпитывается энергией сверхмассивной черной дыры, находящейся в центре галактики NGC 1068, расположенной на расстоянии около полусотни миллионов световых лет от Земли.

При этом Вонг отмечает, что исследователи еще не могут сформулировать, даже в форме гипотезы, что может являться источником энергии для метанольного мегамазера. Для подтверждения гипотезы относительно источника энергии мегамазера SiO и предположения об источнике энергетической подпитки для мазера на основе CH₃OH необходимо дальнейшее наблюдение за свежеоткрытыми источниками микроволнового излучения.

Источник: Nat. Commun. 2014, DOI: 10.1038/ncomms6449

метки статьи: #аналитическая химия, #космохимия, #суперструн теория, #физическая химия