天文学家探测到80亿光年外的“宇宙激光”

借助南非MeerKAT射电望远镜，一个国际天文学家团队成功探测到迄今为止观测距离最遥远的羟基巨微波激射。这个被称为“宇宙激光”的自然现象，源自约80亿光年外一个正在剧烈合并的星系。这一突破性发现为科学家研究早期宇宙的星系演化和极端环境提供了全新的观测窗口。

研究由比勒陀利亚大学博士后研究员塔托·马纳梅拉与开普敦大学教授罗杰·迪恩领导。他们解释说，由于光速有限，我们接收到的信号来自80亿年前，那时的宇宙年龄仅为现今的一半。这一时期的星系比现今更为混乱，星系间的碰撞与合并是宇宙演化的常态，为理解星系生长机制提供了宝贵线索。

此次探测到的羟基巨微波激射功率极为惊人，是普通星系微波激射的数百万倍。尤为特别的是，观测得益于宇宙中一个大质量天体产生的“引力透镜”效应，该效应如同天然望远镜，将微弱信号放大，使得团队仅用5个小时的观测就获得了通常需要数百小时才能取得的数据。

该发现还得益于MeerKAT望远镜卓越的宽频带观测能力。研究人员在原本旨在搜索中性氢的观测项目中，意外地在同一批数据内同时识别出了羟基分子线和中性氢吸收信号。这一“双重发现”显著提升了单次观测的科学价值，展现了新一代射电望远镜的强大功能。

背后的数据处理挑战巨大。MeerKAT每秒产生海量数据，为了从比手机信号微弱数百万倍的背景中提取出这一古老信号，团队动用了南非大学间数据密集型天文学研究所的超级计算机，进行了长达数天的复杂运算，通过数万亿次计算才最终分离出清晰的科学信号。

这项成果在科学上意义重大。羟基巨微波激射通常与星系合并事件紧密相连，而合并过程往往涉及超大质量黑洞对的形成与演化，最终可能产生可被探测的引力波。因此，此次探测相当于捕捉到了星系从合并走向成熟过程中的一个关键“快照”。

展望未来，这一发现所验证的技术方法，将为平方公里阵列等下一代巨型射电望远镜项目奠定基础。专家预计，这些未来设施将利用类似方法，系统性地搜寻并揭示更多隐藏在宇宙深处的历史事件。同时，该成就也再次彰显了南非在全球射电天文学与大数据处理领域的领导地位。