Международная группа астрофизиков обнаружила гигантский космический лазер в туманности Муравей. Подобный астрофизический объект является довольно необычным, поскольку обладает признаками планетарной туманности, физические условия в которой не подходят для испускания когерентных фотонов. Результаты научной работы опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. С текстом статьи можно ознакомиться в репозитории препринтов arXiv.
Туманность Муравей, или Menzel 3 (Mz 3), — планетарная туманность сложной структуры, которая находится в созвездии Наугольника и относится к биполярным, то есть имеет форму двух лопастей. Ее точное происхождение пока остается неизвестным, однако ряд ученых считает, что в центре туманности может находиться двойная симбиотическая звезда, один компонент которой перетягивает на себя вещество другого. Таким образом, Mz 3 занимает промежуточное положение между молодой планетарной туманностью и двойной звездой, поскольку имеет отличительные признаки обоих объектов.
Данные, полученные с помощью Herschel Space Observatory, показали, что в спектре Menzel 3 находятся 12 рекомбинационных линий водорода, которые встречаются в диапазоне от инфракрасных до субмиллиметровых длин волн. Такие линии возникают при квантовых переходах между высоковозбужденными состояниями рекомбинированного водорода, когда только что пойманные ионом водорода электроны начинают перепрыгивать на орбиты с низкими энергиями и испускать фотоны.
Как пишут ученые, яркие рекомбинационные линии являются очень необычными для планетарных туманностей, в спектре которых главным образом наблюдаются запрещенные спектральные линии, соответствующие маловероятным переходам электронов. Таким образом, обнаруженные линии нельзя объяснить спонтанным излучением, которое испускают тонкие газовые облака планетарных туманностей.
Однако подобные отношения интенсивностей спектральных линий наблюдались у объекта MWC 349A HRL — массивной двойной (или, вероятно, тройной) звезды, являющейся природным космическим лазером, то есть источником когерентных фотонов. Как и Menzel 3, она окружена биполярной туманностью, порождаемой потоками газа и плотным диском в центре. Источником лазерного излучения является высокоионизированная (из-за интенсивного рентгеновского излучения) поверхность на краю газового диска. Исследователи пришли к выводу, что туманность Муравей, которая обладает схожей структурой и физическими условиями, также является гигантским лазером.