穿越 80 億光年的「宇宙雷射」，南非望遠鏡捕捉史上最強超巨大邁射

南非無線電天文台（SARAO）運作的 MeerKAT 無線電望遠鏡，近日偵測到距離最遙遠的羥基巨大邁射（hydroxyl megamaser）訊號。該訊號來自超過 80 億光年外的一個劇烈碰撞星系系統，意味著天文學家觀測到的是宇宙年齡尚不足現今一半時的景象，由於宇宙大爆炸發生在約 138 億年前，相當於宇宙的「幼年期」。由於這類天體會在微波與無線電波波段產生極強的受激輻射，因此常被稱為「宇宙雷射（cosmic laser）」。此次發現的訊號亮度遠超一般巨大邁射，研究團隊甚至將其歸類為更罕見且更明亮的「超巨大邁射」（gigamaser），創下目前已知最遙遠、最明亮羥基邁射的紀錄。

研究顯示，該訊號源自兩個星系合併所形成的高密度氣體環境。在這類劇烈碰撞過程中，大量分子氣體受到壓縮，不僅觸發強烈恆星形成活動，也可能為星系中心超大質量黑洞提供燃料。羥基分子（OH）在特殊物理條件下可放大無線電波輻射，形成極為明亮的邁射訊號，因此被視為研究早期宇宙星系交互作用的重要方法。

▲ 距離地球約 80 億光年的遙遠星系（紅色）示意圖。其發出的光線受到前景一個無關的盤狀星系重力透鏡效應放大，在觀測影像中形成紅色環狀結構。若將接收到的無線電波訊號如同稜鏡分光般分解為不同頻率，便可辨識出羥基超巨大邁射所產生的特徵譜線（右上方小圖示）。（Source：SARAO）

值得注意的是，這個原本就十分明亮的訊號還受到重力透鏡效應的額外放大。位於前景的一個無關星系恰好位於視線方向上，其重力場扭曲周圍時空，將背景星系發出的無線電波訊號進一步增亮，使MeerKAT得以在僅約5小時的觀測時間內偵測到原本需要數百小時才能發現的微弱訊號。研究團隊指出，MeerKAT優異的靈敏度、寬頻觀測能力以及先進的大數據處理系統，是此次成功發現的關鍵因素，也展現了現代無線電天文學在探索高紅移宇宙方面的強大能力。此次發現不僅證明MeerKAT能有效探測早期宇宙中的稀有天體，也為未來利用羥基巨大邁射研究星系形成與演化開啟新方向。