Rekordowy wybuch radiowy sięga epoki wczesnego tworzenia się gwiazd we wszechświecie

Sygnał radiowy, który trwał około jedną tysięczną części sekundy, stał się najbardziej odleglejnym szybkim wybuchem radiowym (FRB) kiedykolwiek zmierzonym, zgodnie z badaniem opublikowanym w czasopiśmie Science w październiku 2026 roku. Oznaczony jako FRB 20240304B, wybuch podróżował przez ponad 10 miliardów lat, zanim dotarł na Ziemię, i pochodził, gdy wszechświat miał około 3 miliardy lat.

Co zostało wykryte i jak

Wybuch został po raz pierwszy wykryty 4 marca 2024 roku przez instrument MeerTRAP na sieciowych teleskopach radiowych MeerKAT w Republice Południowej Afryki. Szybkie wybuchy radiowe to krótkie, intensywne błyski fal radiowych, których fizyczne pochodzenie jest nadal przedmiotem dyskusji; skatalogowano tysiące, ale tylko mała ich część miała potwierdzone galaktyki gospodarza.

Aby określić, jak daleko sygnał podróżował, badacze kierowani przez Manishę Caleb z University of Sydney zwrócili się do Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba NASA. Instrument NIRCam teleskop Webb zlokalizował słabą galaktykę gospodarza, a jego instrument NIRSpec zmierzył przesunięcie ku czerwieni galaktyki na 2.148 — liczbę, którą astronomowie używają do obliczenia odległości kosmicznej i wieku wszechświata w momencie emisji światła. To przesunięcie ku czerwieni umieszcza pochodzenie wybuchu około 3 miliardy lat po Wielkim Wybuchu, w okresie często nazywanym "kosmicznym południem", gdy tworzenie się gwiazd we wszechświecie było na szczycie.

Rezultat ponad dwukrotnie przekracza poprzedni rekord odległości FRB, zgodnie z raportem phys.org na temat badania.

Galaktyka znacznie mniejsza niż oczekiwano

Sama galaktyka gospodarza była największą niespodzianką. Caleb i jej kolegów spodziewali się dużej, dobrze rozwiniętej galaktyki, podobnej do wielu wcześniej zidentyfikowanych galaaktyk gospodarek FRB. Zamiast tego obrazy i spektra Webb ujawniły karlikową galaktykę około 1000 razy mniej masywną niż typowe galaktyki gospodarki FRB, ubogą w ciężkie pierwiastki i pośrodku intensywnego wybuchu tworzenia się gwiazd: szacunkowe 90 procent jej masy gwiazdowej powstało zaledwie w poprzednich 30 milionach lat, zgodnie ze streszczeniem NASA dotyczącym ustaleń.

W osobnym oświadczeniu cytowanym przez phys.org, Caleb powiedziała, że wybuch został zarejestrowany z czasu, gdy wszechświat miał zaledwie około 3 miliardy lat, dodając, że badacze użyli tego krótkiego błysku światła radiowego do badania materii, przez którą przeszła przez miliardy lat — podkreślając, jak FRB mogą być używane jako sondy wcześnie wszechświata.

Dlaczego galaktyka gospodarza ma znaczenie dla teorii FRB

Szybkie wybuchy radiowe nie mają jednego potwierdzonego źródła. Wiodące wyjaśnienia obejmują magnetary — młode gwiazdy neutronowe z niezwykle silnymi polami magnetycznymi, zwykle wytwarzane przez niedawne supernowe — i odrębnie, ostateczne połączenie dwóch starszych gwiazd neutronowych, proces, który trwa znacznie dłużej po utworzeniu gwiazd w galaktyce.

Ponieważ galaktyka gospodarza FRB 20240304B jest bardzo młoda i wciąż szybko tworzy gwiazdy, zespół badawczy faworyzuje wyjaśnienie magnetara dla tego wybuchu. Raport NASA dotyczący badania zauważa, że młoda, wysoko zmagnestyzowana gwiazda neutronowa mogłaby szybko powstać po pobliskiej supernowej w tworzące się gwiazdy galaktyce, takiej jak ta, podczas gdy scenariusz połączenia gwiazd neutronowych zwykle wymagałby dłuższej opóźnienia po rozpoczęciu tworzenia się gwiazd.

Co pozostaje niepewne

Badanie identyfikuje FRB 20240304B jako najbardziej odległy FRB z potwierdzoną zmianą przesunięcia ku czerwieni galaktyki gospodarza na dzień dzisiejszy, ale badacze ostrzegają, że pojedynczy przypadek nie może rozstrzygnąć szerszą debatę na temat przyczyny szybkich wybuchów radiowych. Autorzy zauważają, że odkrycie pokazuje, że między tworzeniem się gwiazd w galaktyce a jej zdolnością do wytwarzania FRB wymagane jest mało opóźnienia, ale powstrzymują się przed wykluczeniem innych modeli przodków dla różnych wybuchów obserwowanych gdzie indziej we wszechświecie.

Zespół badawczy obejmował Themiyę Nanayakkarę i Laurę Driessen z University of Sydney oraz Bena Stappers z University of Manchester, obok Caleb, zgodnie z raportami NASA i phys.org na temat artykułu.