科学家在距离地球 110 亿光年处发现了一个破纪录的天然激光现象。这种被称为“天体微波激射器”（megamaser）的强大辐射，产生于星系碰撞引发的剧烈恒星形成过程。通过追踪这些来自深空的极端信号，研究人员能够洞察早期宇宙中星系的生长与演化轨迹，为解开宇宙结构之谜提供了关键证据。
什么是“空间激光”？
在地球上，激光（Laser）是通过人工激发原子产生受激辐射。而在宇宙中，同样的物理过程也会自然发生，只是波长更长，处于微波波段，因此被称为微波激射器（Maser）。
- 基本原理： 分子中的电子被能量激发到高能态，当它回到低能态时，会释放出特定波长的光。
- 受激发射： 外来光子会诱导这些高能态电子成群结队地释放出完全相同波长的光，形成高度集中的辐射束。
- 单向放大： 不同于实验室里有反射镜的激光器，空间中的天然激光更像是一个“单程放大器”，能量在穿过巨大的分子云时被不断增强。
自然界的“激光泵”
并非所有地方都能产生这种现象。天然激光通常需要极其特殊的“燃料”和“环境”：
- 化学组成： 最常见的天然激光分子包括羟基（OH）、水、甲醇和一氧化硅。
- 动力来源： 当两个星系发生剧烈碰撞或合并时，周围的尘埃会被加热并释放红外线，这些红外线就像“泵”一样，为羟基分子注入能量。
- 极端亮度： 最强大的被称为“巨激射器”（megamaser），其辐射功率可以达到太阳总光度的数千倍。
破纪录的发现：110 亿光年外的信号
天文学界近年来连续刷新了天然激光的探测距离纪录，揭示了早期宇宙的活跃状态。
探测这些来自深空的微弱信号，就像是在嘈杂的球场中分辨出百里之外的一声哨响。
- 2022 年纪录： 科学家利用 MeerKAT 射电望远镜发现了名为 Nkalakatha（意为“大老板”）的羟基巨激射器，距离地球约 66 亿光年。
- 2026 年新纪录： 探测到了编号为 HATLAS J142935.3-002836 的信号。它位于 110 亿光年之外，当时宇宙的年龄还不到现在的三分之一。
- 核心特征： 该信号来自一个极端活跃的星爆星系，那里充满了正在形成的恒星和大量浓密的分子气体。
科学意义与未来前景
这些跨越百亿光年的光束不仅是物理学上的奇观，更是宇宙演化的记录仪：
- 追踪星系合并： 羟基巨激射器是星系碰撞的“霓虹灯”，标志着宇宙历史上最剧烈的演化事件。
- 测量宇宙结构： 通过精确观测这些点源，科学家可以更准确地测量星系之间的距离以及宇宙膨胀的速率。
- 下一代观测平台： 随着平方公里阵列（SKA）等超大型射电望远镜的建成，我们预计将发现更多更遥远的天然激光。
捕捉到这些远古信号，意味着我们正在补全宇宙成长史中缺失的关键碎片。 随着探测深度的增加，110 亿光年的纪录很可能在不久的将来再次被打破。