Iš Visatos jaunystės atkeliavo signalas: „James Webb“ atskleidė netikėtą jo namų galaktiką

Seniausias iki šiol radijo pliūpsnis

Astronomai pranešė aptikę iki šiol tolimiausią greitąjį radijo pliūpsnį (FRB) – itin trumpą, bet galingą radijo bangų blyksnį, trukusį maždaug tūkstantąją sekundės dalį. Signalas, pavadintas FRB 20240304B, pasiekė Žemę po kelionės per didžiąją dalį Visatos istorijos.

Toks aptikimas ypač svarbus todėl, kad FRB prigimtis iki šiol nėra galutinai įrodyta. Nors egzistuoja dešimtys hipotezių, mokslininkai dažniau atmeta netinkančius modelius, nei gali vienareikšmiškai patvirtinti vieną kilmės scenarijų.

Kaip signalas buvo susektas

FRB 20240304B pirmiausia užfiksuotas 2024 metų kovą Pietų Afrikoje veikiančiu radijo teleskopu MeerKAT, kuris sudarytas iš 64 antenų. Tokie prietaisai gali greitai identifikuoti pliūpsnį, tačiau jo šaltinio galaktiką rasti gerokai sunkiau.

Po pirminio aptikimo tyrėjai bandė dangaus sritį ištirti itin jautriais antžeminiais optiniais teleskopais, tačiau nematė nieko, kas patikimai išduotų signalą pasiuntusią galaktiką. Tuomet į pagalbą pasitelktas James Webb kosminis teleskopas, kurio infraraudonųjų spindulių jautrumas leidžia aptikti labai tolimus ir blankius objektus.

Netikėta kilmė: mažytė, bet aktyvi galaktika

James Webb duomenys atskleidė, kad FRB šaltinis slypi ne didelėje, masyvioje galaktikoje, kaip tikėtasi, o mažoje nykštukinėje galaktikoje, kuri aktyviai formuoja žvaigždes. Tyrėjų vertinimu, ši galaktika yra apie 1 000 kartų mažesnės masės, nei buvo prognozuota pagal ankstesnius lūkesčius.

Dar viena detalė nustebino ne mažiau: galaktika labai jauna, o didžioji dalis jos žvaigždžių masės susiformavo palyginti neseniai kosminiais mastais. Toks fonas stiprina prielaidą, kad FRB galėjo sukelti magnetaras – itin stiprų magnetinį lauką turinti neutroninė žvaigždė, galinti susiformuoti per milijonus metų.

„Greitieji radijo pliūpsniai įdomūs tuo, kad vis dar nežinome, kas tiksliai juos sukuria. Turime teorijų, bet neturime galutinio įrodymo“, – sakė Sidnėjaus universiteto mokslininkė Manisha Caleb.

Kodėl tai svarbu ne tik FRB paslapčiai

Be kilmės paieškų, FRB tampa ir praktiniu kosmologijos įrankiu. Keliaudamas per tarpgalaktines dujas signalas patiria sklaidą: žemesnio dažnio bangos sulėtėja labiau nei aukštesnio, todėl atkeliauja kiek vėliau, o tai leidžia įvertinti, kiek jonizuotos medžiagos buvo pakeliui.

Šio pliūpsnio kelionė suteikė informacijos ir apie didelio masto struktūras tarp mūsų ir šaltinio, nes signalą veikė skirtingų regionų dujos bei turbulencija. Tai leidžia FRB naudoti kaip savotišką kosminį matuoklį, padedantį tiksliau „pasverti“ medžiagą tarp galaktikų ir tikslinti Visatos raidos vaizdą.

Tyrėjai pabrėžia, kad patikimai susietų FRB su jų šeimininkėmis galaktikomis kol kas yra palyginti nedaug, todėl tokie aptikimai išlieka reti ir ypač vertingi. Kuo daugiau bus užfiksuota tolimų pliūpsnių, tuo geriau bus galima patikrinti magnetarų hipotezę ir kitus modelius, ypač ankstyvosios Visatos sąlygomis.