Un groupe international d'astrophysiciens a découvert un laser spatial géant dans la nébuleuse de la fourmi. Un tel objet astrophysique est plutôt inhabituel, car il présente des signes de nébuleuse planétaire, les conditions physiques dans lesquelles ne sont pas adaptées à l'émission de photons cohérents. Les résultats des travaux scientifiques ont été publiés dans les Avis mensuels de la Royal Astronomical Society. Le texte de l'article se trouve dans le référentiel de pré-impression arXiv.
La nébuleuse de la fourmi, ou Menzel 3 (Mz 3), est une nébuleuse planétaire de structure complexe, située dans la constellation de l'Angle et appartenant au bipolaire, c'est-à-dire qu'elle a la forme de deux lobes. Son origine exacte est encore inconnue, mais un certain nombre de scientifiques pensent qu'au centre de la nébuleuse il peut y avoir une étoile symbiotique binaire, dont un composant tire sur la substance de l'autre. Ainsi, Mz 3 occupe une position intermédiaire entre une jeune nébuleuse planétaire et une étoile binaire, car elle présente les traits distinctifs des deux objets.
Les données obtenues par l'observatoire spatial Herschel ont montré qu'il existe 12 raies de recombinaison d'hydrogène dans le spectre de Menzel 3, qui se situent dans la gamme de longueurs d'onde infrarouges à submillimétriques. De telles lignes surviennent lors de transitions quantiques entre des états hautement excités d'hydrogène recombiné, lorsque les électrons juste capturés par l'ion hydrogène commencent à sauter sur des orbites à faible énergie et à émettre des photons.
Selon les scientifiques, les raies de recombinaison brillantes sont très inhabituelles pour les nébuleuses planétaires, dans le spectre desquelles il y a principalement des raies spectrales interdites correspondant à des transitions improbables d'électrons. Ainsi, les raies détectées ne peuvent pas être expliquées par une émission spontanée, qui est émise par de minces nuages de gaz de nébuleuses planétaires.
Cependant, des rapports similaires d'intensités de raies spectrales ont été observés dans l'objet MWC 349A HRL - une étoile binaire massive (ou, probablement, triple), qui est un laser cosmique naturel, c'est-à-dire une source de photons cohérents. Comme Menzel 3, il est entouré d'une nébuleuse bipolaire générée par des flux de gaz et un disque dense au centre. La source de rayonnement laser est une surface hautement ionisée (en raison d'un rayonnement X intense) au bord du disque de gaz. Les chercheurs ont conclu que la nébuleuse de la fourmi, qui a une structure et des conditions physiques similaires, est également un laser géant.
