Un team guidato dall’Università di Pretoria apre una nuova frontiera utilizzando la potenza di MeerKAT e delle lenti gravitazionali forti

Utilizzando il radiotelescopio MeerKAT in Sudafrica, gli astronomi hanno scoperto il megamaser idrossilico più distante mai rilevato. Si trova in una galassia in violenta fusione a oltre 8 miliardi di anni luce di distanza, aprendo una nuova frontiera per la radioastronomia.

I megamaser idrossilici sono “laser spaziali” naturali: emissioni radio estremamente intense prodotte quando le molecole di idrossile in galassie ricche di gas in fusione si scontrano tra loro. Queste collisioni cosmiche comprimono il gas e stimolano grandi riserve di molecole di idrossile ad amplificare l’emissione radio. Il meccanismo fisico è molto simile a quello dei laser terrestri, ma opera a una lunghezza d’onda della luce molto più lunga, circa 18 centimetri, anziché alla luce ottica che i nostri occhi possono vedere. Quando questa speciale luce radio è eccezionalmente brillante, viene definita megamaser , un “faro cosmico” visibile in vaste aree dell’Universo.

Questo sistema appena scoperto, HATLAS J142935.3–002836, è così distante che lo vediamo com’era quando l’Universo aveva meno della metà della sua età attuale. È il sistema più distante e luminoso conosciuto. Infatti, è così luminoso che giustifica la classificazione gigamaser, anziché megamaser. Nonostante la sua distanza, ha prodotto un segnale sorprendentemente forte, grazie alla potenza combinata di MeerKAT e di un fenomeno noto come lente gravitazionale forte, teorizzato da Einstein.

“Questo sistema è davvero straordinario”, ha affermato il Dott. Thato Manamela, ricercatore post-dottorato finanziato dal SARAO presso l’Università di Pretoria e autore principale del nuovo studio. “Stiamo osservando l’equivalente radio di un laser a metà strada attraverso l’universo. Non solo, durante il suo viaggio verso la Terra, le onde radio vengono ulteriormente amplificate da una galassia in primo piano perfettamente allineata, ma non correlata. Questa galassia agisce come una lente, come farebbe una goccia d’acqua su un vetro di una finestra, perché la sua massa curva lo spazio-tempo locale. Quindi abbiamo un laser radio che attraversa un telescopio cosmico prima di essere rilevato dal potente radiotelescopio MeerKAT: il tutto, insieme, ha reso possibile una scoperta meravigliosamente fortuita”.

Illustrazione della galassia distante 8 miliardi di anni luce (in rosso), ingrandita da una galassia a disco non correlata in primo piano, che produce un anello rosso. Scomponendo la luce radio in diversi colori, come fa un prisma, si rivela l’idrossile gigamaser (linea arcobaleno in alto a destra). Crediti immagine: Inter-University Institute for Data-Intensive Astronomy (IDIA)

Il design di MeerKAT lo rende eccezionalmente adatto a rilevare deboli emissioni radio a lunghezze d’onda centimetriche. Tuttavia, la raccolta dei dati è solo una parte della sfida: gli astronomi devono calibrare e analizzare attentamente terabyte di informazioni utilizzando algoritmi sofisticati e piattaforme di calcolo scalabili, prima che siano possibili scoperte rivoluzionarie.

“Questo risultato è una potente dimostrazione di ciò che MeerKAT può fare se abbinato a un’infrastruttura computazionale avanzata, pipeline di elaborazione dati adatte allo scopo e personale di supporto software altamente qualificato”, ha affermato il Prof. Roger Deane, coautore dello studio e Direttore dell’Inter-University Institute for Data Intensive Astronomy (IDIA), nonché Professore presso le Università di Città del Capo e Pretoria. “Questa combinazione sinergica consente ai giovani scienziati sudafricani, come la Dott.ssa Manamela, di guidare la scienza all’avanguardia e competere con i migliori al mondo”.

I megamaser idrossilici sono un fenomeno raro. Studi precedenti hanno dimostrato che tracciano le collisioni galattiche più vigorose, dove enormi riserve di gas alimentano intense esplosioni stellari e buchi neri centrali. Ricerche sistematiche – come quelle condotte dalle approfondite indagini MeerKAT – promettono di trasformare queste scoperte, un tempo rare, in potenti sonde per l’evoluzione cosmica.

“Questo è solo l’inizio”, ha affermato il Dott. Manamela. “Non vogliamo trovare un solo sistema: vogliamo trovarne centinaia, se non migliaia. Qui all’Università di Pretoria stiamo conducendo indagini sistematiche dell’universo, costruendo le pipeline computazionali e gli algoritmi necessari per aprire questa frontiera osservativa prima e, in definitiva, con lo Square Kilometre Array”.

La scoperta sottolinea la crescente leadership del Sudafrica nell’astronomia radio ad alta intensità di dati, guidata dalla solida partnership tra IDIA e SARAO per diffondere la scienza MeerKAT e prepararsi all’era SKA.

L’articolo è stato accettato per la pubblicazione su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters e la versione pre-print è accessibile a questo link: https://arxiv.org/abs/2602.13396 .