Множество атомов способны действовать подобно слаженному оркестру: когда каждый атом излучает свет в унисон с остальными, результирующая вспышка оказывается многократно ярче, чем сумма отдельных излучений. Это явление, известное как сверхизлучение, детально исследовано в лабораторных условиях, однако в космическом пространстве его почти не искали. Теперь астрофизики предполагают, что такие коллективные «ноты» могут звучать и в межзвёздной среде.
Главными кандидатами на роль источников сверхизлучения выступают водород — самый распространённый элемент во Вселенной — и позитроний: эфемерная связанная система, состоящая из электрона и его античастицы — позитрона. В окрестностях центра нашей галактики, где господствуют экстремальные условия, эти атомы способны запасать энергию, а затем одновременно «выплеснуть» её в виде мощного светового импульса.
Если бы каждый из восьми миллиардов жителей Земли одновременно зажёг спичку, совокупный свет был бы виден с Луны. Сверхизлучение масштабирует этот эффект до размеров газовых облаков, простирающихся на сотни солнечных систем: на краткий миг вспышка способна затмить целые звёзды. Регистрируя такие сигналы с помощью телескопов, учёные получат принципиально новый инструмент спектроскопии — метода анализа излучения, — который позволит заглянуть в окрестности чёрной дыры, не покидая Земли.
Позитроний живёт всего 125 пикосекунд — примерно одну восьмимиллиардную долю секунды. Но в сверхизлучательном режиме успевает выбросить столько энергии, сколько обычный атом излучил бы за часы.
Природный лазер без зеркал: сверхизлучение напоминает выстрел фантастической лучевой пушки, только его запускает сама природа.