Найвіддаленіший із відомих швидких радіосплесків стався в крихітній карликовій галактиці з дуже молодим зоряним населенням. Таке середовище погано узгоджується з гіпотезою про злиття нейтронних зір. Натомість воно свідчить на користь магнетарів, молодих об’єктів з надзвичайно потужним магнітним полем. Галактику вдалося розгледіти лише за допомогою телескопа James Webb.
Рекордна відстань
Сплеск зафіксували 4 березня 2024 року південноафриканським радіотелескопом MeerKAT у межах проєкту MeerTRAP. Сплеск отримав позначення FRB 20240304B. Радіодані вказували на величезну відстань, проте найбільші наземні телескопи не бачили в цій точці неба жодної галактики.
Тоді астрономи звернулися до James Webb. На знімках камери ближнього інфрачервоного діапазону (NIRCam) проступила слабка галактика точно в місці сплеску, а за спектром зі спектрографа ближнього інфрачервоного діапазону (NIRSpec) визначили її червоне зміщення. Воно становить 2,148, а це означає, що сплеск стався лише через 3 мільярди років після Великого вибуху, як повідомляє NASA.
Через розширення Всесвіту ця галактика нині перебуває приблизно за 17,5 мільярда світлових років від Землі. Відстань перевищує вік Всесвіту в роках, бо простір між галактиками розтягувався весь час, поки радіохвилі йшли до нас. З тієї ж причини радіус спостережуваного Всесвіту становить близько 46 мільярдів світлових років, хоча йому лише 13,8 мільярда років.
Радіохвилі від цього сплеску йшли до Землі близько 10,8 мільярда років. Попередній рекордсмен FRB 20220610A, зафіксований австралійським радіотелескопом ASKAP, мав червоне зміщення близько 1, а його сигнал долав шлях приблизно 8 мільярдів років.
Неочікувана галактика
Галактики, де раніше фіксували швидкі радіосплески, здебільшого масивні. Ця виявилась карликовою, а її маса приблизно в тисячу разів менша за очікувану, хоча точного значення NASA не наводить. На момент сплеску в ній тривало активне зореутворення.
Судячи з тодішнього темпу формування нових зір, більшість із них з’явилася всього за 30 мільйонів років. Галактика існувала в епоху так званого космічного полудня, коли зореутворення у Всесвіті досягло піку. За словами керівника дослідження Маніші Калеб із Сіднейського університету, команда чекала на велику розвинену галактику, а знайшла маленького карлика.
Злиття чи магнетар
Одна з гіпотез пов’язує швидкі радіосплески зі злиттям двох нейтронних зір. Проте пара таких зір зближується мільярди років, тому сплески мали б траплятися переважно в старих галактиках зі зрілим зоряним населенням.
Друга гіпотеза вказує на магнетари. Магнетар залишається після вибуху масивної зорі як наднової, тож сплеск через механізм на кшталт зоретрусів може статися майже одразу і в молодій галактиці.
Маніша Калеб вважає, що походження цього сплеску від злиття двох нейтронних зір дуже малоймовірне. Результати опубліковані в рецензованому журналі Science. На користь магнетарів свідчить і подія 2020 року, коли схожий радіосплеск зафіксували від магнетара SGR 1935+2154 у нашій Галактиці.
Слід космічної павутини
Дорогою до Землі радіосигнал проходить крізь розріджену речовину між галактиками і несе її відбиток. Ксав’єр Прохаска з Каліфорнійського університету в Санта-Крусі порівнює сплеск із ліхтариком, що підсвічує невидиму космічну павутину.
У сигналі FRB 20240304B знайшли сліди двох структур. Це раніше невідоме скупчення галактик на відстані близько 3,5 мільярда світлових років і скупчення Діви, розташоване приблизно за 54 мільйони світлових років від Землі. За оцінками авторів, MeerKAT дасть змогу щороку знаходити і точно визначати положення кількох таких же далеких сплесків. Їхнє світло вирушило до нас, коли Всесвіт не прожив і половини свого нинішнього віку, а галактики, з яких воно прийшло, вивчатимуть на знімках James Webb.
