Астрономические мазеры (радиоволновые аналоги лазера) впервые были идентифицированы в космосе более пятидесяти лет назад, и с тех пор наблюдались во многих местах Вселенной. Но со временем, наряду с мазерами, астрономам удалось обнаружить и космические лазеры. Некоторые наиболее впечатляющие мазеры располагаются в регионах активного звездообразования. Так, один из таких регионов излучает лишь в одной спектральной линии столько же энергии, сколько наше Солнце излучает во всем видимом спектре. Обычно мазерное излучение происходит из таких молекул, как вода или гидроксильные радикалы, которые возбуждаются столкновениями и радиационной обстановкой вблизи молодых звезд.

Туманность Муравей (Menzel 3), снятая космическим телескопом Хаббл. Фото NASA, ESA and the Hubble Heritage Team (STScI / AURA)

В 1989 году была открыта мазерная эмиссия атомарного водорода вблизи звезды MWC349. С тех пор в этом заслуживающем внимания источнике были обнаружены также эмиссии в инфракрасном волновом диапазоне, чего оказалось вполне достаточно для того, чтобы обозначить их, как лазерные эмиссии (а не только мазерные). Исследователями было проведено тщательное моделирование объекта, в результате чего были определены точные условия, образующие лазерные и мазерные эмиссии: линии образуются преимущественно в плотном диске из ионизированного газа, причем диск этот виден наблюдателю практически сбоку. С момента первого открытия, несмотря на обширные целенаправленные поиски, другого источника, имеющего столь же комплексное и даже, скажем, драматическое излучение, как MWC349, обнаружить так и не удалось, хотя при этом и были выявлены многочисленные другие примеры слабых водородных мазеров.

Астроном Родольфе Монтез из Гарвардского Смитсоновского центра астрофизики (CfA) входил в состав группы из 15 астрономов, которые использовали космическую обсерваторию "Гершель" для исследования планетарных туманностей. В одной из них, Menzel 3 (более известной под названием «туманность Муравей»), они совершенно неожиданно, в том числе и для себя, обнаружили двенадцать лазерных линий в дальней инфракрасной области. Хотя они достаточно слабы по сравнению с другими атомарными линиями в туманности, эти водородные линии все же выражены значительно сильнее, чем в любой другой известной планетарной туманности, и они значительно более сильные, чем вообще ожидалось. Их относительная сила показывает, что они не могут происходить из обычного ионизированного газа, который присутствует в планетарных туманностях. Поэтому ученые предполагают наличие условий, указывающих на высокие плотности или на некоторые необычные эффекты.

Состояние и соотношение линий очень похоже на то, что наблюдается в MWC349, и это подтверждает предположение, что речь здесь идет о лазере. Так как Menzel 3, как и MWC 349, представляет собой наблюдаемый со стороны диск с биполярными истечениями, то физические условия, похоже, говорят в пользу таких выводов. Новые результаты дополнили короткий список естественных космических лазеров еще одним примером, но вместе с этим ставят перед учеными загадку: водородные радиолинии или мазерные линии в MWC349 и других источниках являются очень сильными эмиттерами; но в Menzel 3 мазера обнаружено не было. А это значит, что исследователям предстоит очень много узнать как об этом объекте, так и об астрофизических лазерах вообще.